UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CONSTRUÇÃO CIVIL
NIXON CÉSAR DE ANDRADE
“DESEMPENHO TÉRMICO DE COBERTURA VERDE
UTILIZANDO A GRAMA BRACHIARIA HUMIDICOLA NA
CIDADE DE SÃO CARLOS-SP”.
.
SÃO CARLOS – SP
2007
NIXON CÉSAR DE ANDRADE
“DESEMPENHO TÉRMICO DE COBERTURA VERDE
UTILIZANDO A GRAMA BRACHIARIA HUMIDICOLA NA
CIDADE DE SÃO CARLOS-SP”.
Dissertação
apresentada ao Programa de
.
Pós-Graduação em Construção Civil da
Universidade Federal de São Carlos em
cumprimento às exigências para obtenção
do título de Mestre em Construção Civil.
Área de concentração:
Sistemas Construtivos de Edificações
Orientador: Prof. Dr. Maurício Roriz
SÃO CARLOS - SP
2007
Ficha catalográfica elaborada pelo DePT da
Biblioteca Comunitária da UFSCar
A553dt
Andrade, Nixon César de.
Desempenho térmico de cobertura verde utilizando a
grama Brachiaria humidicola na cidade de São Carlos-SP /
Nixon César de Andrade. -- São Carlos : UFSCar, 2008.
110 f.
Dissertação (Mestrado) -- Universidade Federal de São
Carlos, 2007.
1. Cobertura verde. 2. Condicionamento Térmico. 3.
Arquitetura Bioclimática. I. Título.
CDD: 697 (20a)
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
Centrode CiênciasExatas e de Tecnologia
Departamento de Engenharia Civil
Programa de Pós-Graduação em Construção Civil
- CEP: 13.565-905 - São CarlosjSPjBrasil
Fone(16) 3351-8262- Ramal: 232 - Fax (16) 3351-8259
Site: www.PPQciv.ufscar.br
Email: [email protected]
ViaWashingtonLuís,Km 235
"DESEMPENHO
TÉRMICO DE COBERTURA VERDE UTILIZANDO
BRACHIARIA
HUMIDICOLA
A GRAMA
NA CIDADE DE SÃO CARLOS, SP."
NIXON CÉSAR DEANDRADE
Dissertação de Mestrado defendida e aprovada em 22 de agosto de 2007
Banca Examinadora constituída pelos membros:
Prot. Dr. Joiqluim Cesar..Pl~~yiti dos Santos
Departamento de E~~ptur~s e Construção Civil/PPGEC/UFSM
lJ"ammador Externo
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Prota Dra Lucila Chebel Labaki
Departamento de Arquitetura e Construção Civil/PPGEC/UNICAMP
Examinadora Externa
“Devemos ter fé. Não existem esforços inúteis se empregados em prol do bem comum”.
Getúlio Vargas
AGRADECIMENTOS
A Deus, por tudo.
Aos meus pais, Angela e Antonio, pelo apoio, confiança, incentivo, e presença nos
momentos mais difíceis.
Ao professor Maurício Roriz, pela orientação, dedicação e ensinamentos
fundamentais para a realização desta pesquisa.
Aos professores Joaquim Pizzutti dos Santos e Lucila Chebel Labaki, que aceitaram
a participação nas bancas do exame de qualificação e da defesa da dissertação.
Ao Centro de Recursos Hídricos e Ecologia Aplicada – CRHEA/USP e à Escola de
Engenharia de São Carlos – EESC/USP, que forneceram os dados da Estação
Climatológica.
À professora Odete Rocha do Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da
UFSCar, por permitir a utilização das edificações onde foi montado o experimento.
À secretária Solange Damha, pela atenção e presteza no atendimento aos alunos.
Ao professor Almir Sales, pela sua eficiência como coordenador do PPGCiv.
Aos demais que, de alguma forma, contribuíram para a realização desta pesquisa.
RESUMO
ANDRADE, N. C. Desempenho térmico de cobertura verde utilizando a grama
Brachiaria humidicola na cidade de São Carlos, SP. 2007. 113 f. Dissertação
(Mestrado). Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de São Carlos,
2007.
O objetivo deste trabalho é analisar o comportamento térmico de uma cobertura
ajardinada com a grama Braquiária (Brachiaria humidicola), que atinge 1m de altura,
comparando-a com a de uma cobertura tradicional (laje exposta). Considerando-se
os dados obtidos por meio de monitoramentos com aparelhos registradores de
temperaturas e umidades relativas, em diferentes épocas do ano, analisou-se o
comportamento térmico das coberturas tradicional e verde. Foram medidas as
temperaturas do ar no interior e no exterior das células-teste e as superficiais
internas de ambas as células. As temperaturas superficiais externas foram
estimadas por programa computacional e os dados de radiação solar e velocidade
do vento, necessários para a utilização desse programa, foram fornecidos pelo
Centro de Recursos Hídricos e Ecologia Aplicada (CRHEA) e pela Escola de
Engenharia de São Carlos (EESC), ambos da Universidade de São Paulo (USP). Os
resultados indicam que, submetida ao clima local, a cobertura ajardinada apresenta
ótimo desempenho, particularmente por amortecer as temperaturas das superfícies
externas e internas da cobertura. Nessa mesma célula-teste realizou-se
recentemente uma pesquisa similar, mas que utilizou a grama Esmeralda (Zoysia
japonica), uma vegetação rasteira. Comparando-se os resultados dos
monitoramentos realizados, nos períodos de frio e calor, foram detectadas
diferenças entre os comportamentos térmicos das duas gramas.
Palavras-chave: Coberturas Verdes, Estratégias Passivas de Condicionamento
Térmico, Arquitetura Bioclimática.
ABSTRACT
ANDRADE, N. C. Thermal performance of green roof using the Brachiaria
humidicola grass in the city of São Carlos, SP. 2007. 113 p. Dissertation (Master).
Civil Engineering Department, Federal University of São Carlos, 2007.
This work aims to analyze the thermal behavior of a green roof with the Braquiária
grass (Brachiaria humidicola), that reaches 1m height, comparing it with a traditional
roof (concrete slab on show). Considering temperature and relative humidity data
obtained through field measurements in different months, the thermal performance of
the green and traditional roofs was analyzed. The inside and outside temperatures,
and inside superficial of two test-cells were analyzed. The outside superficial
temperatures were estimated through computation program and the solar radiation
data and wind speed, necessaries for the use of this program, were provided by the
Water Resource and Applied Ecology Center (CRHEA,) and the Engineering School
of São Carlos (EESC), both from the University of São Paulo (USP). The results
indicate that, submitted to the local climate, the green roof presents optimum
performance, particularly for decreasing the temperatures of external and internal
roof surfaces. In the same test-cell it was recently realized a similar research, which
used the Esmeralda grass (Zoysia japonica), a short vegetation. Comparing the
measurement results for cold and hot periods, it was noticed differences between the
thermal performance of the two grasses.
Keywords: Green Roofs, Passive Strategies of Thermal Conditioner, Bioclimatic
Architecture.
SUMÁRIO
Agradecimentos...............................................................................................
Resumo.............................................................................................................
Abstract.............................................................................................................
Sumário.............................................................................................................
Lista de Figuras................................................................................................
Lista de Tabelas................................................................................................
1. Introdução.....................................................................................................
1.1. Objetivos......................................................................................................
1.1.1. Geral.........................................................................................................
1.1.2. Específicos...............................................................................................
04
05
06
07
10
14
16
17
17
17
2. Revisão Bibliográfica...................................................................................
2.1. Vegetação e Processos de Troca de Calor.................................................
2.2. Definição de Coberturas Verdes.................................................................
2.2.1. Composição..............................................................................................
2.2.2. Tipos de cobertura verde.........................................................................
2.3. Histórico.......................................................................................................
2.4. Benefícios....................................................................................................
2.4.1. Escoamento de água pluvial....................................................................
2.4.2. Qualidade do ambiente urbano................................................................
2.4.3. Isolamento térmico...................................................................................
2.5. Dificuldades para a difusão das coberturas verdes....................................
2.6. Cálculo do comportamento térmico de coberturas verdes..........................
2.6.1. Modelo para a estrutura...........................................................................
2.6.2. Modelo para o solo...................................................................................
2.6.3. Modelo para a vegetação.........................................................................
2.7. Amortecimento, Atraso e Diferença de temperatura entre médias.............
2.7.1. Amortecimento térmico (µ).......................................................................
2.7.2. Atraso térmico (φ).....................................................................................
2.7.3. Diferença de temperatura entre médias (∆Tmed)......................................
2.8. O processo de evapotranspiração..............................................................
18
18
20
20
21
22
22
23
23
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35
36
36
39
45
45
45
46
46
3. Equipamentos e Métodos............................................................................
3.1. As células-teste: laje tradicional e cobertura verde.....................................
3.2. Equipamento utilizado nos monitoramentos...............................................
3.3. Temperaturas Superficiais em Vegetação..................................................
3.4. Influência da posição do sol........................................................................
3.5. Medições.....................................................................................................
49
49
53
55
56
57
3.6. Tratamento dos dados................................................................................
3.7. Dia Médio....................................................................................................
59
61
4. Resultados e Discussão..............................................................................
4.1. Medições realizadas no período de frio......................................................
4.1.1. Medição em Junho de 2006.....................................................................
4.1.1.1. Dados das células-teste: laje tradicional (LT) e cobertura verde (CV)..
4.1.1.1.1. Temperaturas Internas.......................................................................
4.1.1.1.2. Temperaturas Superficiais Internas...................................................
4.1.1.1.3. Temperaturas Superficiais Externas (estimadas)..............................
4.1.2. Medição em Julho/Agosto de 2006..........................................................
4.1.2.1. Dados das células-teste: laje tradicional (LT) e cobertura verde (CV)..
4.1.2.1.1. Temperaturas Internas.......................................................................
4.1.2.1.2. Temperaturas Superficiais Internas...................................................
4.1.2.1.3. Temperaturas Superficiais Externas (estimadas)..............................
4.2. Medições realizadas no período de calor...................................................
4.2.1. Medição em Novembro de 2006..............................................................
4.2.1.1. Dados das células-teste: laje tradicional (LT) e cobertura verde (CV)..
4.2.1.1.1. Temperaturas Internas.......................................................................
4.2.1.1.2. Temperaturas Superficiais Internas...................................................
4.2.1.1.3. Temperaturas Superficiais Externas (estimadas)..............................
4.2.2. Medição em Março de 2007.....................................................................
4.2.2.1. Dados das células-teste: laje tradicional (LT) e cobertura verde (CV)..
4.2.2.1.1. Temperaturas Internas.......................................................................
4.2.2.1.2. Temperaturas Superficiais Internas...................................................
4.2.2.1.3. Temperaturas Superficiais Externas (estimadas)..............................
4.3. Comparação com a grama Esmeralda.......................................................
4.3.1. Medições realizadas no período de frio...................................................
4.3.2. Medições realizadas no período de calor................................................
4.3.3. Amortecimento térmico............................................................................
4.3.4. Diferença de temperatura entre médias...................................................
4.3.5. Atraso térmico..........................................................................................
4.3.6. Razão entre amplitudes e diferença entre médias...................................
62
62
62
63
63
65
67
69
70
70
73
75
77
77
78
78
80
82
84
85
85
88
90
92
92
95
99
100
101
101
5. Conclusões...................................................................................................
5.1. Medições realizadas no período de frio......................................................
103
103
5.2. Medições realizadas no período de calor...................................................
5.3. Comparação entre as gramas Braquiária e Esmeralda..............................
103
104
6. Referências Bibliográficas..........................................................................
Anexo A - Tabela A.1: Exemplo de arquivo de dados do programa
Jardim 1.1.........................................................................................................
105
111
Anexo B - Tabela B.1: Exemplo de arquivo de dados do programa
Psicron 1.0........................................................................................................
112
Anexo C - Exemplo de arquivo de dados baseado na formulação
desenvolvida por Del Barrio (1998)................................................................
113
LISTA DE FIGURAS
2.1: Camadas componentes de uma cobertura verde............................................. 20
2.2: Evolução das temperaturas superficiais externas e internas em cobertura
verde e laje exposta durante os períodos de verão e inverno..................................
2.3: Temperaturas superficiais externas com diferentes tipos de cobertura em
uma edificação comercial em Singapura.................................................................
2.4: Comparação entre os valores médios das temperaturas superficiais internas
da laje comum (LC) e da grama (CV) em situação de inverno (esquerda) e verão
(direita).....................................................................................................................
2.5: Centro Universitário de Manchester, Inglaterra.................................................
2.6: Residência ajardinada em Chester, Inglaterra..................................................
2.7: Residência próxima ao Lago Zurich, Suíça.......................................................
2.8: Edifício residencial, Singapura..........................................................................
2.9: Aeroporto Internacional Schiphol em Amsterdan, Holanda..............................
2.10: Edifício residencial em Berlim, Alemanha.......................................................
2.11: Esboço de uma cobertura verde.....................................................................
2.12: Esquema simplificado das resistências superficial e aerodinâmica................
3.1: Localização da cidade de São Carlos...............................................................
3.2: Localização das células-teste na UFSCar........................................................
3.3: Fachada frontal da edificação na UFSCar........................................................
3.4: Fachada posterior da edificação na UFSCar....................................................
3.5: Projeto de construção da célula-teste com cobertura verde.............................
3.6: Panorama dos canteiros com as gramas Esmeralda (direita) e Braquiária
(esquerda)................................................................................................................
3.7: Retirada da grama Esmeralda..........................................................................
3.8: Colocação da grama Braquiária........................................................................
3.9: Aparelho HOBO® posicionado em recipiente de alumínio................................
3.10: Ponteiro metálico preenchido com pasta térmica e fixado na laje com fita
adesiva e fio de nylon...............................................................................................
3.11: Posição do sol durante as medições em junho e julho / agosto de 2006.......
3.12: Posição do sol durante as medições em novembro de 2006 e março de
2007.........................................................................................................................
3.13: Recipiente de alumínio que armazena o HOBO® para medições internas.....
3.14: Recipiente de alumínio que armazena o HOBO® para medições externas....
3.15: Aspecto da grama nas medições em junho e julho / agosto de 2006.............
3.16: Aspecto da grama nas medições em novembro de 2006 e março de 2007...
4.1: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a medição em
junho de 2006...........................................................................................................
4.2: Irradiância solar global registrada na estação climatológica do CRHEA no
período de 18 a 23 de junho de 2006......................................................................
4.3: Temperaturas do ar interno registradas durante a medição em junho de
2006.........................................................................................................................
4.4: Dia Médio: temperaturas do ar interno registradas durante a medição em
junho de 2006...........................................................................................................
26
28
31
34
34
34
34
34
34
35
48
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50
50
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54
55
57
57
58
58
59
59
62
63
63
64
4.5: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas do ar interno da laje tradicional
e cobertura verde registradas durante a medição em junho de 2006...................... 65
4.6: Temperaturas superficiais internas registradas durante a medição em junho
de 2006.................................................................................................................... 65
4.7: Dia Médio: temperaturas superficiais internas registradas durante a medição
em junho de 2006..................................................................................................... 66
4.8: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais internas da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em junho de 2006.... 67
4.9: Temperaturas superficiais externas estimadas durante a medição em junho
de 2006.................................................................................................................... 67
4.10: Dia Médio: temperaturas superficiais externas estimadas durante a
medição em junho de 2006...................................................................................... 68
4.11: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais externas
estimadas da laje tradicional e cobertura verde durante a medição em junho de
2006......................................................................................................................... 69
4.12: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a medição em
julho/agosto de 2006................................................................................................ 70
4.13: Irradiância solar global registrada na estação climatológica do CRHEA no
período de 25 a 30 de julho de 2006........................................................................ 70
4.14: Temperaturas do ar interno registradas durante a medição em julho/agosto
de 2006.................................................................................................................... 71
4.15: Dia Médio: temperaturas do ar interno registradas durante a medição em
julho/agosto de 2006................................................................................................ 72
4.16: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas do ar interno da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em julho/agosto de
2006......................................................................................................................... 72
4.17: Temperaturas superficiais internas registradas durante a medição em
julho/agosto de 2006................................................................................................ 73
4.18: Dia Médio: temperaturas superficiais internas registradas durante a
medição em julho/agosto de 2006........................................................................... 74
4.19: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais internas da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em julho/agosto de
2006......................................................................................................................... 74
4.20: Temperaturas superficiais externas estimadas durante a medição em
julho/agosto de 2006................................................................................................ 75
4.21: Dia Médio: temperaturas superficiais externas estimadas durante a
medição em julho/agosto de 2006........................................................................... 76
4.22: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais externas da laje
tradicional e cobertura verde estimadas durante a medição em julho/agosto de 76
2006.........................................................................................................................
4.23: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a medição em
novembro de 2006................................................................................................... 77
4.24: Irradiância solar global registrada na estação climatológica do CRHEA no
período de 17 a 23 de novembro de 2006............................................................... 78
4.25: Temperaturas do ar interno registradas durante a medição em novembro
de 2006.................................................................................................................... 78
4.26: Dia Médio: temperaturas do ar interno registradas durante a medição em
novembro de 2006................................................................................................... 79
4.27: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas do ar interno da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em novembro de
2006......................................................................................................................... 80
4.28: Temperaturas superficiais internas registradas durante a medição em
novembro de 2006................................................................................................... 80
4.29: Dia Médio: temperaturas superficiais internas registradas durante a
medição em novembro de 2006............................................................................... 81
4.30: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais internas da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em novembro de
2006......................................................................................................................... 82
4.31: Temperaturas superficiais externas estimadas durante a medição em
novembro de 2006................................................................................................... 82
4.32: Dia Médio: temperaturas superficiais externas estimadas durante a
medição em novembro de 2006............................................................................... 83
4.33: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais externas da laje
tradicional e cobertura verde estimadas durante a medição em novembro de
2006......................................................................................................................... 84
4.34: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a medição em
março de 2007......................................................................................................... 85
4.35: Irradiância solar global registrada na estação climatológica do CRHEA no
período de 16 a 29 de março de 2007..................................................................... 85
4.36: Temperaturas do ar interno registradas durante a medição em março de
2007......................................................................................................................... 86
4.37: Dia Médio: temperaturas do ar interno registradas durante a medição em
março de 2007......................................................................................................... 87
4.38: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas do ar interno da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em março de 2007... 87
4.39: Temperaturas superficiais internas registradas durante a medição em
março de 2007......................................................................................................... 88
4.40: Dia Médio: temperaturas superficiais internas registradas durante a
medição em março de 2007..................................................................................... 89
4.41: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais internas da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em março de 2007... 89
4.42: Temperaturas superficiais externas estimadas durante a medição de março
em 2007................................................................................................................... 90
4.43: Dia Médio: temperaturas superficiais externas estimadas durante a
medição em março de 2007..................................................................................... 91
4.44: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais externas da laje
tradicional e cobertura verde estimadas durante a medição em março de 2007..... 91
4.45: Dia Médio: comparação entre as temperaturas do ar interno da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição no período de frio
com a grama Braquiária (esquerda) e a grama Esmeralda (direita)........................ 92
4.46: Dia Médio: comparação entre as temperaturas superficiais internas da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição no período de frio
com a grama Braquiária (esquerda) e a grama Esmeralda (direita)........................ 93
4.47: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas do ar externo
e do ar interno da edificação com cobertura verde registradas durante a medição
no período de frio com a grama Braquiária e a grama Esmeralda.......................... 93
4.48: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas do ar externo
e das superficiais internas da edificação com cobertura verde registradas durante
a medição no período de frio com a grama Braquiária e a grama Esmeralda.........
4.49: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas do ar interno
das edificações com laje tradicional e cobertura verde registradas durante a
medição no período de frio com a grama Braquiária e a grama Esmeralda............
94
94
4.50: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas superficiais
internas das edificações com laje tradicional e cobertura verde registradas
durante a medição no período de frio com a grama Braquiária e a grama
95
Esmeralda................................................................................................................
4.51: Dia Médio: comparação entre as temperaturas do ar interno da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição no período de calor
com a grama Braquiária (esquerda) e a grama Esmeralda (direita)........................ 96
4.52: Dia Médio: comparação entre as temperaturas superficiais internas da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição no período de calor
com a grama Braquiária (esquerda) e a grama Esmeralda (direita)........................ 96
4.53: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas do ar externo
e do ar interno da edificação com cobertura verde registradas durante a medição
no período de calor com a grama Braquiária e a grama Esmeralda........................ 97
4.54: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas do ar externo
e das superficiais internas da edificação com cobertura verde registradas durante
a medição no período de calor com a grama Braquiária e a grama Esmeralda...... 97
4.55: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas do ar interno
das edificações com laje tradicional e cobertura verde registradas durante a
medição no período de calor com a grama Braquiária e a grama Esmeralda......... 98
4.56: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas superficiais
internas das edificações com laje tradicional e cobertura verde registradas
durante a medição no período de calor com a grama Braquiária e a grama
98
Esmeralda................................................................................................................
LISTA DE TABELAS
2.1: Variação de temperaturas internas de uma edificação na cidade de
Legnano (Itália).....................................................................................................
27
2.2: Temperaturas superficiais externas em diferentes coberturas de uma
célula-teste montada em Gales............................................................................
29
2.3: Diferenças entre as temperaturas superficiais externas de diferentes
coberturas de uma célula-teste montada em Gales............................................
29
2.4: Temperaturas superficiais externas máximas das diferentes coberturas
desenvolvidas em uma célula-teste em Toronto..................................................
2.5: Valores de Kl em função da posição da folha...............................................
3.1: Variáveis calculadas pelo programa Jardim 1.1...........................................
3.2: Períodos em que foram realizadas as medições..........................................
4.1: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a medição em
junho de 2006......................................................................................................
32
40
56
58
62
4.2: Temperaturas máximas e mínimas do ar interno registradas durante a
medição em junho de 2006, bem como a diferença entre elas...........................
64
4.3: Temperaturas superficiais internas máximas e mínimas registradas
durante a medição em junho de 2006, bem como a diferença entre elas...........
66
4.4: Temperaturas superficiais externas máximas e mínimas estimadas
durante a medição em junho de 2006, bem como a diferença entre elas...........
68
4.5: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a medição em
julho/agosto de 2006......................................................................................
69
4.6: Temperaturas máximas e mínimas do ar interno registradas durante a
medição em julho/agosto de 2006, bem como a diferença entre elas.................
71
4.7: Temperaturas superficiais internas máximas e mínimas registradas
durante a medição em julho/agosto de 2006, bem como a diferença entre elas.
73
4.8: Temperaturas superficiais externas máximas e mínimas estimadas
durante a medição em julho/agosto de 2006, bem como a diferença entre elas.
75
4.9: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a medição em
novembro de 2006..............................................................................................
77
4.10: Temperaturas máximas e mínimas do ar interno registradas durante a
medição em novembro de 2006, bem como a diferença entre elas....................
79
4.11: Temperaturas superficiais internas máximas e mínimas registradas
durante a medição em novembro de 2006, bem como a diferença entre elas....
81
4.12: Temperaturas superficiais externas máximas e mínimas estimadas
durante a medição em novembro de 2006, bem como a diferença entre elas....
83
4.13: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a medição em
março de 2007.....................................................................................................
84
4.14: Temperaturas máximas e mínimas do ar interno registradas durante a
medição em março de 2007, bem como a diferença entre elas..........................
86
4.15: Temperaturas superficiais internas máximas e mínimas registradas
durante a medição em março de 2007, bem como a diferença entre elas..........
88
4.16: Temperaturas superficiais externas máximas e mínimas estimadas
durante a medição em março de 2007, bem como a diferença entre elas..........
90
4.17: Amortecimento térmico (em %) da laje tradicional e cobertura verde
durante a medição no período de frio com a grama Braquiária e a grama
Esmeralda............................................................................................................
99
4.18: Amortecimento térmico (em %) da laje tradicional e cobertura verde
durante a medição no período de calor com a grama Braquiária e a grama
Esmeralda............................................................................................................
99
4.19: Diferença de temperatura entre médias (em °C) da laje tradicional e
cobertura verde durante a medição no período de frio com a grama Braquiária
e a grama Esmeralda...........................................................................................
100
4.20: Diferença de temperatura entre médias (em °C) da laje tradicional e
cobertura verde durante a medição no período de calor com a grama
Braquiária e a grama Esmeralda.........................................................................
100
4.21: Atraso térmico (em h) da laje tradicional e cobertura verde durante a
medição no período de frio com a grama Braquiária e a grama Esmeralda........
101
4.22: Atraso térmico (em h) da laje tradicional e cobertura verde durante a
medição no período de calor com a grama Braquiária e a grama Esmeralda.....
101
4.23: Razão entre a amplitude e Diferença entre a média das temperaturas da
laje tradicional e cobertura verde durante a medição no período de frio com a
grama Braquiária e a grama Esmeralda..............................................................
102
4.24: Razão entre a amplitude e Diferença entre a média das temperaturas da
laje tradicional e cobertura verde durante a medição no período de calor com
a grama Braquiária e a grama Esmeralda...........................................................
A.1: Exemplo de arquivo de dados do programa Jardim 1.1...............................
B.1: Exemplo de arquivo de dados do programa Psicron 1.0..............................
102
111
112
1. INTRODUÇÃO
Segundo Rivero (1985), a cobertura de uma edificação é geralmente uma vedação
opaca, que constitui a maior parcela da envolvente do espaço interno sobre a qual
incidem os agentes térmicos do clima, e por isso, diversas soluções construtivas de
coberturas são utilizadas por engenheiros e arquitetos para amenizar os problemas
quanto ao conforto térmico da habitação.
O aumento da resistência térmica de uma cobertura se impõe como uma medida de
prioridade e pode solucionar parte do problema, pois a absorção da radiação solar
pela cobertura, com a conseqüente transferência de calor aos seus elementos
constituintes pode originar facilmente temperaturas elevadas.
Em regiões e estações frias, o efeito da cobertura nas condições ambientais internas
depende quantitativamente de sua resistência térmica, e em ambientes com
temperaturas elevadas, acredita-se que, na maioria dos casos, a cobertura foi
incorretamente projetada (GIVONI, 1976).
As chamadas coberturas verdes (com vegetação) podem constituir alternativas
viáveis para minimizar as altas temperaturas do interior das edificações, provocadas
pela radiação solar excessiva, além de auxiliar as cidades a controlar inundações
(através da absorção de água pelo solo), melhorar a qualidade do ar, prolongar a
durabilidade da cobertura e reduzir custos de energia.
Devido a esses benefícios, as coberturas ajardinadas estão crescendo em países
desenvolvidos como Canadá e Estados Unidos, mas tal tecnologia está mais
adiantada nos países europeus como a Alemanha, onde há relatos de que foram
identificadas grandes quantidades dessas coberturas nos últimos anos.
Este trabalho avaliou o comportamento térmico de uma cobertura verde com a
grama Brachiaria humidicola (grama Braquiária) em uma célula-teste existente no
Departamento de Ecologia da Universidade Federal de São Carlos, na qual já foi
realizada uma pesquisa semelhante com a grama Zoysia japonica (grama
Esmeralda), submetida ao clima da região de São Carlos, em situação de frio e calor
(MORAIS, 2004). Para tanto, foram monitoradas duas lajes de coberturas com e sem
vegetação, procurando-se obter dados de seus comportamentos térmicos.
17
1.1. Objetivos
1.1.1. Geral
Esta pesquisa tem como objetivo geral avaliar o comportamento térmico de uma
cobertura verde com a grama Brachiaria humidicola (grama Braquiária).
1.1.2. Específicos
# Identificar as variáveis climáticas que mais interferem no comportamento dos
sistemas de cobertura analisados;
# Verificar as diferenças entre as temperaturas da cobertura verde e da laje
tradicional;
# Estudar as características técnicas das coberturas analisadas e seus efeitos sobre
as temperaturas internas;
# Verificar as diferenças entre as temperaturas da laje com a grama Braquiária e
com a grama Esmeralda;
# Contribuir para a difusão desse sistema de cobertura no Brasil.
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. Vegetação e Processos de Troca de Calor
Segundo Larcher (2000), toda a vida na Terra é mantida por um fluxo de energia
proveniente do Sol e que passa pela biosfera. Para os vegetais a radiação não é
somente uma fonte de energia (efeito fotoenergético), mas também um estímulo
governando o condicionamento do desenvolvimento (efeito fotocibernético) e às
vezes funciona como um fator estressante (efeito fotodestrutivo).
Em um determinado local na superfície terrestre, a energia radiante depende da
posição relativa entre o Sol e a Terra, sendo muito dependente dos movimentos de
rotação e translação da Terra, os quais impõem um ritmo climático periódico. A
radiação solar controla muitos processos do desenvolvimento vegetal, agindo como
um sinal para, por exemplo, a germinação, o crescimento direcionado e a forma
externa da planta.
Uma camada vegetal fechada funciona como um sistema de assimilação, no qual as
camadas de folhas estão sobrepostas e se sombreiam mutuamente. A cada
profundidade dessa camada, a radiação que penetra é interceptada e utilizada
gradualmente, estando quase totalmente absorvida próximo à superfície do solo.
Em florestas com copas fechadas e folhagem densa, a radiação é fortemente
absorvida na parte superior da copa e chega somente uma pequena parte à altura
do tronco e ao solo. Nestas florestas, a atenuação da radiação é semelhante ou
mais abrupta em relação a herbáceas dicotiledôneas (vegetais que apresentam duas
folhas quando germinam e morrem após darem frutos). Florestas compostas por
espécies arbóreas com copas pouco densas apresentam, por outro lado, uma
atenuação da radiação semelhante à comunidade de gramíneas. Na agricultura e
horticultura, a distância entre as plantas e a densidade de cobertura vegetal
determinam a atenuação da radiação. Controlando o espaçamento entre as plantas,
é possível obter uma melhor e mais uniforme absorção da radiação.
A radiação está inserida no fator ambiental clima, o qual determina as condições
para o crescimento da planta e sua área de distribuição e impõe limites para sua
sobrevivência. Há uma correspondência em larga escala entre as zonas climáticas,
a distribuição dos tipos vegetacionais e dos tipos de solo existentes.
Em uma escala menor, há também correspondência entre a distribuição das
espécies e das comunidades vegetais em função das condições locais. De uma
maneira geral, as plantas ocupam o habitat mais apropriado para os seus
requerimentos específicos. Em microclimas favoráveis (uma encosta quente em
região de clima frio, baixadas úmidas em regiões secas), as espécies vegetais
19
podem ultrapassar suas áreas principais de distribuição, procurando desenvolver-se
em ambientes que atendam às suas necessidades fisiológicas.
A absorção de energia da radiação incidente, o calor armazenado, o calor perdido
pela convecção e a retirada do calor latente pela evaporação regulam o balanço de
calor da planta. Embora a planta seja um organismo heterotérmico, sua temperatura
não é exatamente igual à de seu ambiente. Sob forte radiação, a planta é envolvida
por uma camada fina de ar superficial. O vento retira essa camada de ar deixando
somente uma lâmina de poucos milímetros acima da superfície da planta e acelera,
assim a troca de calor. As trocas de calor por convecção ocorrem com mais
eficiência quanto menor e mais recortada for a folha e quanto maior for a velocidade
do vento.
Por meio do controle da transpiração, as plantas podem exercer influência sobre as
trocas de energia com o ambiente. O resfriamento pela evaporação é especialmente
eficiente nas condições de baixa umidade e vento, contanto que a planta esteja
suficientemente abastecida com água para manter uma alta taxa transpiracional. A
velocidade do vento é diminuída ao redor e dentro da copa das árvores, dos
arbustos e dos tufos de gramíneas, sendo o perfil do vento caracteristicamente
alterado.
A temperatura do solo varia em pequenas distâncias em função de sua
condutividade térmica e do tipo de vegetação. Sob uma camada vegetal esparsa o
solo se aquece dependendo de sua cor, de seu conteúdo de água e de ar e de sua
estrutura. Um solo não compacto, rico em ar, se aquece superficialmente, já um solo
compacto e úmido conduz calor até camadas mais profundas. No decorrer da noite,
a superfície do solo se resfria e o fluxo de calor no solo se inverte. Portanto, o solo
funciona como um estabilizador do balanço térmico de um local (enquanto, durante o
dia, o solo absorve uma quantidade de calor considerável, durante a noite ele a
perde). Em locais com climas sazonais, a variação da temperatura no curso do ano
se sobrepõe à variação da temperatura no curso do dia, mesmo nas camadas mais
profundas, em razão dos períodos de insolação e resfriamento serem maiores.
Sob uma vegetação densa, o solo é protegido contra uma forte radiação e também
contra a perda de radiação térmica. A cobertura por neve também cria uma
estabilidade na temperatura do solo sob um metro de neve, a temperatura das
plantas e das camadas superiores do solo não se distancia de 0°C.
Santamouris et al. (2001), pesquisaram o impacto da vegetação no consumo de
energia em edificações, concluindo que a plantação de 100 milhões de árvores
poderia reduzir o uso da eletricidade em 50 bilhões kWh por ano, que é equivalente
a 2% do uso de eletricidade anual nos Estados Unidos, e reduzir a carga de CO2
presente na atmosfera que chega a 35 milhões de toneladas por ano. As sombras
20
das árvores, então, contribuem para o decréscimo significativo de energia utilizada
para o resfriamento artificial. Uma edificação sombreada tem sua temperatura
superficial externa estabilizada e assim o conforto no interior da edificação é
melhorado. Isso mostra a contribuição das áreas verdes na economia de energia,
resultando em valores bastante significativos.
2.2. Definição de Coberturas Verdes
Em geral, cobertura verde é um sistema formado por camadas contínuas de solo e
vegetação construído sobre uma cobertura tradicional (HENDERSON, 2003).
2.2.1. Composição
As coberturas verdes são formadas, basicamente, pelos seguintes componentes
(Figura 2.1):
Figura 2.1: Camadas componentes de uma cobertura verde
Fonte: NGAN, 2004
Vegetação: A escolha da espécie dependerá do tipo de solo, estrutura de suporte e
principalmente do clima local que influenciará em sua manutenção (período de
irrigação).
Solo: Para obter uma boa drenagem, ele deverá ser composto de uma mistura de
terra vegetal, aditivo mineral (areia fina lavada) e aditivo orgânico (húmus), variandose sua espessura de acordo com a espécie vegetal escolhida.
Filtro: Utiliza-se uma manta geotêxtil de aproximadamente 150g/m² para evitar que
a água pluvial ou da irrigação arraste as partículas de solo.
21
Camada drenante: É importante porque retira o excesso de água do solo e pode
ser constituída por brita, argila expandida ou seixo rolado. Sua espessura depende
da espessura da camada de solo.
Camada de proteção: Sua função é proteger a estrutura de apoio para o sistema
contra raízes, sendo aplicada sobre a camada de impermeabilização.
Camada de separação: Funciona como um isolante térmico, sendo escolhido em
função da transmitância térmica.
Camada impermeabilizante: Sua função é proteger o suporte estrutural contra
infiltrações e é formado por materiais betuminosos ou sintéticos.
Suporte estrutural: Geralmente são utilizadas lajes e deve resistir às cargas dos
componentes que formam o sistema, da água e da circulação de pessoas ou
equipamentos de manutenção.
Segundo Dunnett e Kingsbury (2003), muitos pesquisadores têm realizado na
Alemanha uma apropriada mistura de plantas para coberturas verdes, sendo que as
espécies mais utilizadas são: Achillea millefolium, Dianthus deltoids, Hieracium
pilosella, Sedum album e cultivaris e Sedum reflexum. Entretanto, a mistura de
plantas não pode ser aplicada com o uso de vegetação em mantas, pois estas
espécies oferecem pouca flexibilidade.
2.2.2. Tipos de cobertura verde
Conforme o seu porte, as coberturas verdes podem ser classificadas em:
Intensivas: caracterizam-se por terem camadas de solo maiores que 20cm; plantas,
arbustos e árvores de médio e grande porte, que exigem um ambiente de
desenvolvimento mais complexo, estrutura reforçada (devido às cargas entre 700 e
1200kg/m2) e manutenção rigorosa (CORREA e GONZALEZ, 2002).
Extensivas: caracterizam-se por terem uma camada mais delgada de solo, com
espessura entre 8 e 12cm e carga média equivalente a 100kg/m2, plantas de
pequeno porte, como as autóctones, por serem mais resistentes a pouca ou
nenhuma manutenção (CORREA e GONZALEZ, 2002).
22
2.3. Histórico
As coberturas ajardinadas constituem antigas construções realizadas pelo homem.
Uma das coberturas verdes mais famosas da civilização antiga são os Jardins
Suspensos da Babilônia construídos pelo rei Nabucodonossor no ano de 450 a.C.
Durante o Império Romano e na Idade Média essas coberturas foram usadas pela
alta sociedade para mostrar seu poder e a extravagância em que viviam (KOPPÁNY,
s/d).
Por causa de seus notáveis benefícios e estética natural, as coberturas verdes têm
sido usadas por centenas de anos na Escadinávia, e espalharam-se por toda a
Europa, principalmente na Alemanha onde ocorreu um grande desenvolvimento
desde 1960 (HENDERSON, 2003).
Nos tempos modernos e especialmente na arquitetura do século 20, elas foram
tratadas como um fenômeno natural, recebendo uma implementação especial na
arquitetura nativa da Europa Setentrional em sua tradição de coberturas verdes
inclinadas (KOPPÁNY, s/d).
Atualmente, com a densa população das áreas urbanas, há uma preocupação ao
longo das últimas décadas em conservar as áreas verdes. Entretanto, é difícil
estabelecer o desenvolvimento técnico-metodológico para coberturas verdes, em
algumas regiões, tornando-se impossível a sua divulgação.
O conceito de cobertura verde intensiva foi introduzido na Europa no final dos anos
70, e o de cobertura verde extensiva durante os últimos 20 anos, sendo que ambas
colaboram para o estabelecimento de cidades ecologicamente planejadas.
Nos últimos 15 anos houve a criação desses dois tipos de coberturas na Europa
utilizando materiais resistentes ao calor excessivo, sendo possível projetar
coberturas verdes com diferentes camadas e materiais, as quais podem ser
encontradas na Alemanha, Áustria e Suíça.
2.4. Benefícios
VanWoert et al. (2005), verificaram através de três células-teste montadas na
Universidade de Michigan em Detroit, que além das coberturas protegerem as
construções da insolação, diminuindo assim o consumo de energia, elas aumentam
a vida útil de uma cobertura protegendo seus componentes das danificações dos
raios ultravioletas, temperaturas extremas e rápidas oscilações de temperatura,
filtram os poluentes atmosféricos prejudiciais, promovem maior estética favorecendo
23
o ambiente à vida e trabalho, têm potencial para reduzir o efeito urbano “ilha de
calor” e ainda auxiliam na retenção de águas pluviais.
2.4.1. Escoamento de água pluvial
Villarreal e Bengtsson (2004), relataram em sua pesquisa as novas práticas de
gerenciamento de construções para resolver o problema de enchentes no subúrbio
de Augustenburg (Suécia), estabelecendo coberturas verdes e abertura de canais
(para absorção e escoamento de água pluvial). Entretanto, no verão há chuvas de
alta intensidade e a capacidade de retenção é de 10mm. Desta maneira, enquanto
as coberturas verdes são eficientes para reduzir volumes típicos de água pluvial,
elas não são capazes de reter excedentes, necessitando então, de trabalhar em
conjunto com canaletas.
Villarreal e Benetsson (2005), pesquisaram a relação entre a declividade de uma
cobertura verde e o escoamento de água pluvial, através de uma célula-teste
montada na Universidade de Lund (Suécia), utilizando a espécie Sedum álbum. Os
experimentos sugeriram que a declividade influencia na retenção de água, pois para
uma intensidade de 0.4mm/min, 62, 43, e 39% do total de precipitação foram retidos
na cobertura verde tendo inclinação de 2°, 8° e 14°, respectivamente. As
correspondentes retenções para uma precipitação de 0.8mm/min foram 54, 30 e
21%; e para uma chuva de 1.3mm/min, 21 e 10% foram retidos por 2° e 14°. Nota-se
que para as precipitações analisadas, a retenção diminui à medida que a inclinação
aumenta e a retenção é maior para chuvas com baixa intensidade. Para outros tipos
de coberturas verdes, os dados utilizados nessa análise podem ser empregados
novamente para verificar a existência de diferentes resultados.
2.4.2. Qualidade do ambiente urbano
Hui e Law (2002), realizaram um estudo para melhorar a eficiência energética nos
escritórios da cidade de Hong Kong, promovendo a implantação de coberturas
verdes e a projeção do telhado sobre as janelas, reduzindo o consumo de energia
em 9.6 KWh/m2.
Boscoe (2003), pesquisou os benefícios das coberturas verdes para aliviar as
elevadas temperaturas em locais com alta densidade urbana. Para isso, sete
estudos de caso foram realizados na Inglaterra através de uma série de entrevistas
com pessoas envolvidas na indústria da cobertura verde britânica e funcionários
ligados à autoridade ecológica local. A pesquisa concluiu que um grande número
dessas coberturas resolveria não apenas o problema das “ilhas” de calor, mas
também reduziria a temperatura no interior das edificações e o consumo de energia,
além de estimular a criação de projetos inovadores (figuras 2.5 e 2.6).
24
Schmidt (2003), desenvolveu um estudo em Berlin para amenizar as altas
temperaturas de verão dessa cidade. Baseado no mecanismo da evapotranspiração,
em que áreas verdes consomem 86% da radiação solar nesse processo, realizou
medições em coberturas verdes e concluiu que tais coberturas consomem 58% da
radiação no mesmo processo. No verão, as coberturas verdes seriam uma solução
para temperaturas elevadas, promovendo a climatização de ambientes e a economia
de energia, além de reter água, a qual, ao evaporar aumentaria a umidade do ar.
Sutic (2003), incentivou a implantação de coberturas verdes na cidade de Waterloo,
tendo como principal objetivo a diminuição da “ilha” urbana de calor, pois sendo uma
cidade com pequenas dimensões e baixo número de habitantes, uma área de 26 mil
m2 de coberturas verdes resultaria em uma notável redução de 1°C a 2°C na
temperatura local, e conseqüentemente aumentaria a eficiência energética,
diminuindo o consumo de energia.
Gedge e Frith (2004), relataram que as coberturas verdes funcionam como uma
barreira contra ondas sonoras, as quais são absorvidas, refletidas ou desviadas,
sendo importantes em áreas com alta poluição sonora, como nas proximidades de
aeroportos. Além disso, elas beneficiam a saúde humana, pois pessoas que vivem
em ambientes com vegetação, estão menos propensas a adquirir doenças físicas e
psicológicas.
Grabski (2005), sugeriu a implantação de coberturas ajardinadas em cidades de
Oregon (EUA), para diminuir as altas temperaturas dessa região. Entretanto, devese ter cautela para escolher as plantas, pois elas devem resistir ao calor e à
umidade nos períodos chuvosos, além da necessidade da cobertura possuir um bom
sistema de drenagem.
Happe (2005), relatou que as coberturas ajardinadas não podem ser vistas como
substitutas de áreas verdes naturais, mas as complementam no ambiente urbano,
oferecendo habitat para pássaros e insetos, além de filtrarem as partículas e gases
tóxicos presentes na atmosfera (figuras 2.7 e 2.8).
Vujovic e Ogurek (2005), observaram que nos Estados Unidos há altos gastos com
energia para climatização de ambientes, sendo que esse problema poderia ser
resolvido com o aumento de áreas verdes, as quais encontram-se cada vez mais
escassas nesse país. Uma solução proposta foi a implantação de coberturas verdes
nas áreas mais habitadas, principalmente em escolas, que dentre outros benefícios
seriam utilizadas para estudar biologia. Com isso verificou-se que apenas 5% das
escolas norte-americanas estão em condições ecologicamente corretas.
Yuen e Hien (2005), observaram que Singapura vem expandindo, nos últimos anos,
as áreas verdes urbanas, incluindo as coberturas verdes nos edifícios da cidade.
25
Inicialmente, as pessoas não entendiam o motivo da existência dessas áreas e
tampouco as utilizavam. Entretanto, nos últimos meses passaram a freqüentá-las e
incentivaram o uso das mesmas, considerando o benefício que elas oferecem. Além
disso, com o rápido crescimento habitacional da cidade, as coberturas verdes
minimizam o problema das “ilhas” urbanas de calor e tornam a paisagem urbana
mais atrativa.
Saiz et al (2006), realizaram um estudo para avaliar os benefícios de uma cobertura
verde, localizada em um edifício residencial de oito andares em Madri, com o
objetivo de reduzir o consumo de energia. Após a comparação dessa cobertura com
uma cobertura branca e uma cobertura comum através de uma simulação no
software ESP-r, chegou-se a uma temperatura superficial externa máxima de 65°C,
42°C e 35°C para as coberturas comum, branca e verde respectivamente. Adotandose, então, a cobertura verde, verificou-se que o consumo de energia utilizado em
climatização seria reduzido em 6.2%.
2.4.3. Isolamento térmico
Velazquez (2005), afirmou que a comparação do desempenho térmico entre uma
cobertura verde e uma tradicional pode ser obtida através de medições do fluxo de
energia nos dois sistemas de cobertura, a fim de compreender seu funcionamento e
examinar os perfis de temperatura de cada cobertura, considerando temperatura do
ar, temperatura de superfície, radiação solar, velocidade e sentido do vento e
umidade relativa (figura 2.9).
Kawashima (1991), baseou-se no conceito de que muito da energia solar que incide
sobre uma superfície de asfalto ou concreto é irradiado em forma de calor. Uma
camada de vegetação pode interceptar esta radiação e reduzir este calor através da
evapotranspiração das plantas, regulando as variações bruscas de temperatura.
Num dia típico de verão essa absorção de energia solar por parte das plantas, que
pode ser de até 90%, diminui a temperatura das superfícies. Além disso, a
vegetação protege a cobertura da ação direta dos raios ultravioleta, aumentando a
sua durabilidade.
Pouey, Sattler e Schneider (1998), monitoraram o desempenho térmico de uma
cobertura verde e de uma tipo terraço (laje exposta), na cidade de Pelotas, RS,
durante períodos de verão e inverno. Os resultados mostraram que, em termos de
temperaturas superficiais, a externa registrou menor amplitude de variação, tanto no
inverno quanto no verão e, a interna, foi menor no verão e praticamente igual à do
terraço no inverno. Quanto às temperaturas do ar interno, as da cobertura verde
foram sempre menores no verão, e no inverno, tornaram-se iguais ou superiores às
temperaturas internas do terraço. Portanto, a cobertura verde apresentou melhores
respostas (figura 2.2).
26
Figura 2.2: Evolução das temperaturas superficiais externas e internas em
cobertura verde e laje exposta durante os períodos de verão e inverno
Fonte: POUEY, SATTLER e SCHNEIDER, 1998
Trebilcock (1998), explorou algumas possibilidades de construir coberturas verdes
em países sul-americanos e escolheu o Chile para sua proposta. Embora os
profissionais chilenos acreditassem que tais coberturas fossem mais caras e de
construção complicada quando comparadas com outras coberturas, eles concluíram
que a solução seria utilizar tecnologias apropriadas: conseqüências da cultura local
que se refletem no cotidiano das pessoas, seus costumes e habilidades,
respondendo às condições climáticas e aos recursos renováveis do local. Essa
solução foi otimizada pelo fato de que uma cobertura tradicional teria sua
temperatura superficial externa variando de -20 a 80 °C e uma cobertura verde de -5
a 35 °C (baseado em outros experimentos para o clima chileno).
Machado, Britto e Neila (1999), a fim de determinar o comportamento de coberturas
com vegetação, realizaram medições em algumas construções das cidades de
Madri, Espanha, e Maracaibo, na Venezuela. Em Madri, a variação diária de
temperatura interna, nos modelos com cobertura verde, foi de 0,3 a 5,3ºC. As
simulações térmicas realizadas em Maracaibo mostraram que os edifícios com
temperaturas mais baixas em comparação aos com laje exposta foram aqueles com
cobertura verde, onde a temperatura máxima não ultrapassou 28,2ºC. Os resultados
evidenciaram que a cobertura verde reduz a transferência de calor, agindo como um
isolante térmico. Afirmam, ainda, que esta cobertura tem muitas vantagens
arquitetônicas, construtivas, ambientais e estéticas.
Ferrante e Mihalakakou (2001), analisaram as temperaturas internas de uma
edificação na cidade de Legnano (Itália), formada por dois prédios e um átrio (pórtico
coberto no interior do edifício) entre eles, o qual é utilizado para a circulação de
pessoas, além de contribuir para a ventilação do local. Através do software TRNSYS
realizou-se o estudo térmico em situação de verão e de inverno, simulando-se a
27
existência ou não do átrio e das áreas verdes sobre a cobertura. Após a análise
foram encontrados os seguintes resultados:
Tabela 2.1: Variação de temperaturas internas de uma edificação na cidade de
Legnano (Itália)
Fonte: FERRANTE e MIHALAKAKOU, 2001
Sistemas / Temperaturas
Variação da Temperatura
Interna - Verão (°C)
Variação da Temperatura
Interna - Inverno (°C)
Sem átrio e cobertura
verde
14.4 – 34.8
4.8 – 12.6
Com átrio e sem
cobertura verde
12.5 – 25.2
7.1 – 13.2
Sem átrio e com
cobertura verde
12 – 24
7.8 – 13.9
Com átrio e cobertura
verde
11.5 – 22.5
8.2 -14.5
Variação da Temperatura Externa –
Verão (°C)
Variação da Temperatura Externa Inverno (°C)
13.8 – 35.6
5.2 – 10.6
Observa-se que no inverno, com qualquer um dos sistemas, as temperaturas
internas são maiores que as externas e no verão ocorre o inverso. Além disso, o
melhor desempenho térmico da edificação ocorre com a combinação do átrio e da
cobertura verde.
Köhler et al (2001), compararam o efeito do calor entre duas coberturas situadas em
Berlin, sendo uma tradicional com betume e a outra uma cobertura verde com uma
vegetação de 8 cm de altura que cobria 90% do substrato, encontrando uma
temperatura interna com 10 °C a mais na cobertura com betume. Adicionalmente,
foram analisadas outras duas coberturas situadas em Neubrandenburg, sendo uma
tradicional com pedregulho e a outra uma cobertura com vegetação de 7 cm de
altura que cobria 30% do substrato, encontrando temperaturas similares, porém com
a desvantagem do pedregulho elevar o peso da cobertura e não possuir os
benefícios da vegetação.
Niachou et al (2001) realizaram medições de temperatura do ar e de superfície em
edifícios comerciais com e sem coberturas verdes, em Atenas, Grécia, com o
objetivo de avaliar as propriedades térmicas, bem como o impacto na redução do
consumo de energia das coberturas com vegetação. Durante um dia típico de verão,
as menores cargas térmicas foram registradas nos edifícios com cobertura vegetal,
cujas temperaturas internas variaram entre 26 e 29°C.
28
Onmura et al (2001), conduziram medições de campo em uma cobertura com
vegetação, no Japão, com o objetivo de investigar o efeito de refrigeração
evaporativa. Observou-se um decréscimo na temperatura superficial da cobertura de
60 para 30°C, ou seja, uma redução de 50%.
Wong (2002), realizou medições de temperatura em uma cobertura ajardinada de
uma edificação comercial em Singapura. Os resultados revelaram que a instalação
dessas coberturas fornecem proteção térmica às construções e melhoram o clima
aos seus arredores. Ele comparou também as temperaturas superficiais externas
medidas com diferentes tipos de plantas, sem plantas (terra apenas) e laje
tradicional, encontrando diferenças significativas como pode ser visto na figura 2.3.
laje tradicional / solo simples / relva / árvore / arbusto
Figura 2.3: Temperaturas superficiais externas com diferentes tipos de
cobertura em uma edificação comercial em Singapura
Fonte: WONG, 2002
Alexandri e Jones (2003), pesquisaram e compararam os efeitos térmicos entre uma
cobertura verde extensiva, cobertura tradicional (laje de concreto) e cobertura
tradicional branca, através de uma célula-teste montada em Gales, mas simulando
as temperaturas do ar externo medidas para três cidades com características
climáticas divergentes: Atenas (Grécia), Riyadh (Arábia Saudita) e Mumbai (Índia).
Os resultados encontram-se nas tabelas 2.2 e 2.3.
Percebe-se então que a temperatura externa máxima da cobertura tradicional é
maior que a da cobertura verde, a qual oferece uma resistência térmica maior que a
branca, pois pelas diferenças entre as temperaturas superficiais externas máximas
da verde e da branca percebe-se que a verde resiste a temperaturas elevadas
(tabela 2.3).
29
Tabela 2.2: Temperaturas superficiais externas em diferentes coberturas de
uma célula-teste montada em Gales
Fonte: ALEXANDRI e JONES, 2003
Cidades / Temperaturas
Tsup_ext_CT (ºC)
Tsup_ext_CV (ºC)
Atenas
Riyadh
Mumbai
54.9
64.6
60.6
33.2
38.6
38.3
Tsup_ext_CT: Temperatura superficial externa da cobertura tradicional (máxima).
Tsup_ext_CV: Temperatura superficial externa da cobertura verde (máxima).
Tabela 2.3: Diferenças entre as temperaturas superficiais externas de
diferentes coberturas de uma célula-teste montada em Gales
Fonte: ALEXANDRI e JONES, 2003
Cidades / Temperaturas
Atenas
Riyadh
Mumbai
∆Tsup_ext_CV x CTb (ºC)
2.5
2.7
3.4
∆Tsup_ext_CV x CTb: Diferença entre as temperaturas superficiais externas máximas da cobertura verde e
da cobertura tradicional branca.
Não foram feitas comparações entre as temperaturas superficiais externas da
cobertura verde e da cobertura branca, e, nem entre as diferenças das temperaturas
superficiais externas da cobertura verde e da cobertura tradicional.
Liu (2002), realizou medições de temperaturas utilizando uma célula-teste
desenvolvida em Ottawa, a qual era formada por uma cobertura comum, com
acabamento em betume, e uma cobertura verde, ambas com sensores conectados
na superfície externa da estrutura (base) para medir as temperaturas. Enquanto a
temperatura máxima do ar externo era de 35°C, a temperatura da superfície externa
da cobertura com betume era de 70°C e a da superfície com vegetação de 25°C,
concluindo que para climatizar a sala com cobertura comum seria necessário gastar
de 6 a 7.5 KWh de energia e a sala com cobertura verde necessitaria menos de 1.5
KWh, gerando uma economia de mais de 75%.
Bass e Baskaram (2003), analisaram uma célula-teste, montada no Instituto de
Pesquisa em Construção na cidade de Ottawa, desenvolvida por Liu (2002) e com a
mesma posição dos sensores. Após a análise, notou-se que a temperatura da
superfície externa da cobertura comum teve uma variação de 46°C e a da cobertura
verde variou 6.5°C. No outono e no inverno a cobertura verde teve melhor
desempenho porque bloqueou o vento e diminuiu a perda de calor por convecção.
30
Köhler, Schmidt e Laar (2003), desenvolveram uma célula-teste localizada na cidade
de Neubrandenburg (Alemanha), a qual possuía três tipos de coberturas: cobertura
verde, cobertura com pedregulho e cobertura com terra sem vegetação. Após a
medição, em um dia crítico, as temperaturas superficiais externas eram de 27°C,
36°C e 29°C para as coberturas verde, com pedregulho e sem vegetação
respectivamente.
Liu (2003), realizou uma pesquisa similar à anterior, mas com um período de 660
dias de medição para verificar se os componentes da cobertura verde sofriam
alterações físicas que prejudicassem seu desempenho térmico. Após 219 dias e nos
últimos 18 dias, a temperatura máxima da superfície externa da cobertura comum
era de 60°C e a da cobertura verde de 30°C, permitindo concluir que o tempo não
alterou a eficiência da cobertura ajardinada.
Morais e Roriz (2003), realizaram uma pesquisa, na qual mediram as temperaturas
internas em dois tipos de guaritas de edifícios: uma com laje comum e outra com laje
ajardinada. Após os resultados, concluiu-se que ao longo do dia, as temperaturas
superficiais da laje comum acumulam 65,2 graus-hora de calor acima das
temperaturas do ar, enquanto a cobertura verde acumula menos de 40 % deste
valor. Além deste aspecto, nos horários mais quentes do dia a cobertura verde
contribui para a refrigeração do ambiente, pois sua temperatura superficial
permanece abaixo da temperatura do ar desde as 9 até as 18 horas. A maior
diferença, 3,3ºC, acontece ao meio-dia, quando a temperatura superficial fica em
23,0ºC e a temperatura do ar chega a 26,3 ºC.
Devido à maior amplitude provocada pela laje comum, no início da manhã (entre 5 e
8h), suas temperaturas superficiais são ligeiramente menores que as da cobertura
verde. Por outro lado, às 16h a superfície inferior da laje comum atinge 3,7 ºC acima
da temperatura do ar e esta diferença continua aumentando praticamente até o final
do dia, atingindo às 21h o valor máximo de 4,4 ºC.
Theodosiou (2003), estudou a performance de uma cobertura verde como técnica de
resfriamento passivo no período de verão e concluiu que as condições climáticas
mostram uma importante influência no desempenho de telhados verdes como
técnica de resfriamento. Apesar dos parâmetros serem estudados separadamente,
uma aproximação menos real, mostrou que a umidade relativa é o fator climático
mais importante, não apenas para essa cobertura, mas para todas as técnicas
relacionadas à evaporação. O ambiente seco realça a evapotranspiração e as
capacidades de refrigeração. A velocidade do vento tem o mesmo efeito, embora
nem tão forte quanto a umidade relativa, e com altos valores remove o vapor da
folhagem e leva ao aumento da evapotranspiração.
31
Morais (2004), realizou uma pesquisa para verificar o comportamento térmico de
uma cobertura verde, em célula-teste, submetida ao clima da região de São Carlos,
em situação de inverno e de verão. Para tanto, foram monitoradas as lajes de
coberturas com e sem vegetação. As análises foram ordenadas de modo a
comparar os desempenhos térmicos das coberturas em cada uma das situações,
separadamente, e entre uma situação e outra. No inverno a cobertura verde
apresentou uma amplitude térmica média 70% menor que a da cobertura sem
vegetação. No verão, entre as temperaturas do ar nos ambientes internos às
coberturas ocorreram diferenças de até 5°C. Os valores obtidos mediante as
comparações indicaram um desempenho mais satisfatório da cobertura verde, a
qual se manteve mais estável e resistente às flutuações térmicas diárias, tanto no
inverno quanto no verão. Estes resultados indicaram que a cobertura ajardinada
dispõe de importante potencial de aplicação no clima considerado, sendo solução de
custo relativamente baixo e podendo contribuir efetivamente para melhorar o
conforto ambiental e a eficiência energética do ambiente construído (figura 2.4).
Figura 2.4: Comparação entre os valores médios das temperaturas superficiais
internas da laje comum (LC) e da grama (CV) em situação de inverno
(esquerda) e verão (direita).
Fonte: MORAIS, 2004.
Connelly e Liu (2005), estudaram o comportamento térmico de uma cobertura verde
em uma célula-teste montada no IRC (Instituto de Pesquisas Canadense) em
Vancouver (Canadá), dividida em três partes: a primeira consistia de uma cobertura
verde com vegetação densa (150mm de crescimento médio), a segunda, uma
cobertura tradicional com acabamento em betume e a terceira, uma cobertura verde
com vegetação rasteira (75mm de crescimento médio). Foram colocados sensores
para medir a temperatura superficial externa das coberturas (laje) e indicar o fluxo de
calor do meio externo para o interno. Ao realizar a leitura dos aparelhos notou-se
que enquanto a temperatura média do ar externo era de 21°C, a superfície da
cobertura tradicional estava a 32°C e as coberturas verdes com vegetação densa e
rasteira tinham amplitudes médias de 1.5°C e 3°C, respectivamente. Quanto ao fluxo
32
de calor, durante a noite era de 1.605 kWh/m2 para a cobertura tradicional, 0.701
kWh/m2 para a cobertura verde densa e 0.715 kWh/m2 para a cobertura verde
rasteira; e durante o dia a variação do fluxo térmico para a cobertura tradicional era
de 1.031 kWh/m2. Nenhum ganho de calor foi observado para as duas coberturas
verdes.
Lerum (2005), analisou uma cobertura com terra numa residência familiar em
Sogndal (Noruega) colocando sensores no topo da cobertura (terra), na superfície
externa da base e no interior da edificação. No verão, as temperaturas máximas do
ar externo, da terra e do interior da edificação foram de 26°C, 52.4°C e 27.5°C
respectivamente, enquanto que no inverno foram de 6.5°C, 1.5°C e 15°C
respectivamente. A baixa temperatura da terra deve-se à presença de neve sobre a
mesma.
Lichtenberg e Barroso-Krause (2005), desenvolveram em seu projeto Ecohouse,
utilizando uma residência localizada no Rio de Janeiro como célula-teste, as lajes
verdes, as quais são formadas por grama esmeralda, capim limão, algumas ervas,
uma pitangueira e hibiscos. Após dois verões, a laje já se encontra totalmente
estabilizada e pôde ser constatado pelos ocupantes a sensação de conforto térmico
proporcionado pela sua implementação – não só para o ambiente interno abaixo da
laje - mas também quando de seu uso e para os vizinhos que não recebem mais o
calor refletido pelo antigo telhado de telhas francesas.
Liu e Minor (2005), desenvolveram uma célula-teste, em Toronto (Canadá), com três
tipos de cobertura: uma tradicional e duas ajardinadas, sendo uma com camada
drenante semi-rígida (vegetação com 100mm de altura) e a outra com camada
drenante rígida (vegetação com 75mm de altura). Após a análise, foram obtidos os
seguintes valores de temperatura superficial externa máxima (°C):
Tabela 2.4: Temperaturas superficiais externas máximas das diferentes
coberturas desenvolvidas em uma célula-teste em Toronto
Fonte: LIU e MINOR, 2005.
Situação / Cobertura
CT
CVr (hv=75mm)
CVsr (hv=100mm)
Verão
Inverno
66
0
38
3
36
2
hv: altura da vegetação.
CT: cobertura tradicional.
CVr: cobertura verde com camada drenante rígida.
CVsr: cobertura verde com camada drenante semi-rígida.
Percebe-se que no verão a cobertura verde com camada drenante semi-rígida foi
termicamente mais efetiva, devido à altura da vegetação e ao peso mais leve, e no
33
inverno a cobertura verde com camada drenante rígida apresentou melhor
desempenho térmico, devido à maior retenção de calor de seus componentes.
Vecchia (2005), verificou que uma cobertura, tradicional no Brasil, de laje prémoldada cerâmica composta por vigotas de concreto e lajotas cerâmicas de 150
mm, impermeabilizada com resina vegetal na cor branca, portanto, sem a utilização
de qualquer tipo de telha, atinge a temperatura superficial interna máxima de 33ºC
em função de constituição termofísica, a exemplo de sua massa térmica e
absortância.
Ao contrário deste sistema de cobertura, a CVL (cobertura verde leve) não atinge os
33ºC nas mesmas condições, uma vez que a sua temperatura superficial interna
máxima verificada experimentalmente foi de 26,7ºC, ficando inclusive abaixo da
temperatura máxima do ar registrada que foi de 28,8ºC. Fato que significa que as
superfícies interiores das CVLs contribuem para a absorção do calor interno, no
período crítico que ocorre na parte da tarde.
Cabe ainda frisar que o valor máximo encontrado para a temperatura do ar interior
do sistema CVL ainda se manteve baixo, porém não no momento de pico da
temperatura externa (34ºC às 14 horas e 30 minutos) e sim às 19 horas com um
valor de 28,8ºC. Isto é, com um atraso de aproximadamente 5 horas. No mesmo
horário, a comparação se traduz da seguinte forma: temperatura externa igual a
34ºC contra 26ºC da temperatura interna da CVL, ou seja, um amortecimento de
8ºC. O que é bastante aceitável para o comportamento térmico, nesse dia
experimental de excepcional calor, que se apresentou com valores acima da média
das máximas, para esse episódio climático de transição primavera-verão, na região
de São Carlos (SP).
2.5. Dificuldades para a difusão das coberturas verdes
Happe (2005), afirma que as principais barreiras para a construção de coberturas
verdes são a insuficiência de profissionais com habilidades técnicas específicas, as
quais garantem o bom funcionamento do sistema, e os custos dos materiais que
compõem essa cobertura e da mão-de-obra específica para sua instalação e
manutenção periódica.
Ngan (2004), descreveu a política utilizada na Alemanha para incentivar a
construção de coberturas verdes, as quais possuem os seguintes princípios:
incentivo financeiro direto e indireto, compensação ecológica e integração de
desenvolvimentos regulares. A partir dessa política, os municípios canadenses estão
estabelecendo as diretrizes necessárias para a propagação das coberturas verdes:
tipos de projeto, suporte financeiro e manutenção (figura 2.10).
34
Figura 2.5: Centro Universitário de
Manchester, Inglaterra
Fonte: BOSCOE, 2003
Figura 2.6: Residência ajardinada em
Chester, Inglaterra
Fonte: BOSCOE, 2003
Figura 2.7: Residência próxima ao
Lago Zurich, Suiça
Figura 2.8: Edifício residencial,
Singapura
Fonte: IGRA, 2006
Fonte: IGRA, 2006
Figura 2.9: Aeroporto Internacional
Schiphol em Amsterdan, Holanda
Figura 2.10: Edifício residencial em
Berlim, Alemanha
Fonte: VELAZQUEZ,2005
Fonte: NGAN, 2004
35
Emilsson e Rolf (2005), desenvolveram um estudo, na cidade de Malmö (Suécia), o
qual consistia na pré-fabricação de coberturas verdes utilizando três tipos de
vegetação: em mantas, mudas e sementes. A montagem dessa cobertura foi
realizada fora do local de implantação, sendo posteriormente cortada em quadrados
e transportada até os protótipos localizados em meio residencial e industrial. Após a
análise, verificou-se que a vegetação em mantas cresceu mais rápido que as outras
e cobriu cerca de 80% do substrato, enquanto a semeada gerou maior quantidade
de musgo, atraindo pássaros que podem danificar a cobertura causando goteiras.
Entretanto, o custo da cobertura com vegetação em mantas é o dobro da semeada e
30% maior que a plantação em mudas.
Velazquez (2006), propôs a construção de áreas verdes, principalmente coberturas
verdes, nos países da América do Norte, onde há um crescimento da extinção
dessas áreas, gerando os seguintes problemas: destruição de ecossistemas,
poluição atmosférica, aquática e sonora, enchentes e “ilhas” urbanas de calor. A
proposta baseou-se em modelos de países europeus como França, Alemanha e
Holanda, destacando a escolha de plantas que não produzam sementes para não
atrair pássaros, os quais poderiam danificar a cobertura, e a necessidade de possuir
uma manutenção periódica.
Porsche e Köhler (2003), analisaram a relação entre o custo e os benefícios de
coberturas verdes e concluíram que o custo depende dos materiais que nelas são
empregados, os quais têm influência na durabilidade das mesmas. Embora a
construção de uma cobertura ajardinada apresente um alto custo inicial, seus
benefícios, como a economia de energia e a retenção de água pluvial, trarão um
retorno financeiro positivo futuramente.
2.6. Cálculo do comportamento térmico de coberturas verdes
Del Barrio (1998), desenvolveu modelos matemáticos para cada componente de
uma cobertura verde (estrutura, solo e vegetação), os quais podem ser usados na
análise do comportamento termodinâmico de coberturas ajardinadas.
Figura 2.11: Esboço de uma cobertura verde
Fonte: DEL BARRIO, 1998
36
2.6.1. Modelo para a estrutura (Del Barrio, 1998)
Supõe-se que a estrutura ou cobertura suporte seja uma camada de material sólido
e homogêneo com propriedades termofísicas constantes.
A equação do fluxo térmico nesta condição em uma direção é:
ρcp
∂Ts( z, t )
∂2Ts( z,t )
= λs
∂t 2
∂t
(eq. 01)
onde Ts (z,t) representa a temperatura ao longo desse componente (°C) em função
do tempo, ρ é a densidade (kg/m³), cp é o calor específico (kJ/kg°C), e λs a
condutividade térmica do material (W/m°C).
Considerando esta camada separada dos outros componentes, a equação é
simplificada para:
Ts ( z = 0, t ) = T sup port , top (t )
∂Ts ( z , t )
− λs
z = L = h(T sup port , bottom − Tin )
∂z
(eq. 02)
onde z=0 é a superfície da estrutura em contato com o ar externo, z=L é a superfície
da estrutura em contato com ar interno, L é a espessura da estrutura (m), Tin é a
temperatura do ar interno, Tsupport,top é a temperatura no topo da superfície,
Tsupport,botton é a temperatura na superfície oposta ao topo e h=λs/L.
2.6.2. Modelo para o solo (Del Barrio, 1998)
O solo é um meio poroso em que três fases podem ser distinguidas: a fase sólida
(minerais e material orgânico), a líquida (água) e a gasosa (ar e vapor d´água).
Qualitativamente, pode-se afirmar que em solos insaturados, o calor será
transportado nestas três fases. Os respectivos mecanismos dominantes serão:
condução nas fases sólida e líquida, convecção nas fases líquida e gasosa e calor
latente transferido pela difusão do vapor entre os poros.
De acordo com as seguintes hipóteses:
1) o fluxo térmico ocorre em uma única direção;
2) a fase sólida é homogênea e isotrópica, e suas propriedades não dependem
da direção do fluxo;
3) as fases líquida e gasosa estão sempre em equilíbrio;
37
4) os poros são considerados pequenos, a pressão total constante e o ar entre
eles desprezível,
a equação do fluxo térmico nestas condições pode ser escrita como:
ρcp(ω, T )
∂T ( z, t ) ∂
∂T ( z, t )
∂ω ( z, t )
}
= {[λ (ω, T ) + ΛDvT (ω, T )]
+ ΛDυω(ω, T )
∂t
∂z
∂z
∂z
(eq. 03)
∂T ( z, t ) ∂K ( z, t )
∂ω ( z, t )
∂ω ( z, t ) ∂
}−
+ ϕ ( z, t )
+ DT (ω, T )
= {Dω (ω, T )
∂z
∂z
∂z
∂z
∂t
onde T (z,t) é a temperatura média nos poros (K), ω (z,t) a mistura volumétrica, ρcp
(ω,T) a capacidade térmica (kJ m-2 K-1), λ (ω,t) a condutividade térmica efetiva ( W
m-1 K-1), Λ o calor latente de vaporização (J kg-1), DvT (ω,T) o coeficiente não
isotérmico de difusividade de vapor (kg m² s-1 K-1), Dvw (ω,T) o coeficiente isotérmico
de difusividade de vapor (kg m² s-1), Dw (ω,T) o coeficiente isotérmico de difusividade
de massa (vapor+líquido) (m² s-1), DT (ω,T) o coeficiente não isotérmico de
difusividade de massa (vapor+líquido) (m² s-1 K-1), K (z,t) a condutividade hidráulica
(m s-1) e φ (z,t) representa a umidade absorvida pela raiz do vegetal.
Assumindo constante a mistura entre os componentes do solo, a equação 03 tornase mais simplificada:
ρcp (ω , T )
∂T ( z , t ) ∂
∂T ( z , t )
= {[λ (ω , T ) + ΛDvT (ω , T )]
}
∂z
∂t
∂z
(eq. 04)
Todos os coeficientes nesta equação são variáveis dependentes da mistura e da
temperatura, que devem ser determinadas especificamente para cada tipo de solo.
Entretanto, algumas relações funcionais entre esses coeficientes e a temperatura e
mistura do solo podem ser propostas considerando que não há interesse em um tipo
de solo específico e que as curvas e tabelas de coeficientes dependentes não
satisfazem como parâmetro para análises térmicas.
O modelo proposto para estimar a condutividade térmica do solo é dado por:
λ (ω )10 7 = [2.1(
ρ
1000
2
) (1.2− 2ω ) e −0.7 (ω −0.2) + (
ρ
1000
) ( 0.8+ 2ω ) ]ρ c p (ω )
(eq. 05)
onde ρ é a densidade aparente do solo (kg m-3), ω a capacidade volumétrica, λ a
condutividade térmica (W m-1 K-1), e ρcp a capacidade térmica (kJ m-2 K-1). λ
calculado com essa fórmula envolve um erro menor que 7% na maioria dos casos.
A capacidade térmica do solo é calculada pela seguinte fórmula:
38
ρcp (ω ) = 4180 (0.2 + ω ) ρ
(eq. 06)
Pode –se demonstrar que através das seguintes hipóteses:
1)
2)
3)
4)
o vapor do ar e da água segue a lei do gás ideal;
a transferência de ar no solo é desprezível;
a pressão total é constante;
a mistura volumétrica do solo está sempre acima do ponto de saturação e o
potencial da água em equilíbrio com o vapor é maior que -104.2 cm,
o coeficiente não isotérmico de difusividade de vapor pode ser escrito como:
DvT = −
DΛ
Pp v
2
Rv T 3 P − p v
(eq. 07)
onde D é o coeficiente de difusão do vapor d´água no ar (m² s-1), Λ o calor latente de
vaporização (J kg-1), Rv constante do vapor d´água (J kg-1 K-1), T a temperatura
absoluta (K), P a pressão total (Pa) e pv a pressão de vapor (Pa), a qual é dada pela
relação:
p v = p s exp(
gψ
)
Rv T
(eq. 08)
sendo ps a pressão da água saturada (Pa), g a aceleração gravitacional (m s-2), e Ψ
o potencial total da água em equilíbrio com o vapor (m).
O coeficiente de difusão do vapor d´água no ar é considerado uma função linear da
porosidade média (% do volume total ocupado pelas partículas de solo), e é dado
por:
D = αDo E
(eq. 09)
onde D0 é o coeficiente de difusão do vapor no ar livre (0.611*10-4 m² s-1), E a
porosidade do solo e α uma constante variando de 0.58 a 0.67.
A relação entre densidade e porosidade é expressa por:
Ε = (1 −
ρ
)100
ρs
(eq. 10)
39
onde ρ representa a densidade aparente e ρs a densidade específica das partículas
geralmente dada por 2700 kg m-3.
O potencial total da água em equilíbrio com o vapor é representado por:
ψ = Ψwp +
Ψ fc − Ψwp
ω fc − ω wp
(ω − ω wp )
(eq. 11)
onde ωwp é a mistura volumétrica no ponto de saturação, e Ψ=Ψwp= -10-4.15 cm, e ωfc
é a mistura volumétrica limitante, com Ψ=Ψfc= -10-2.71 cm.
O modelo para o solo compreende, então as equações de (4) a (11), limitando-se a:
T ( z = 0, t ) = Tsoil ,top (t )
T ( z = L, t ) = Tsoil ,bottom (t )
(eq. 12)
com Tsoil,top e Tsoil,bottom sendo as temperaturas do topo e da base do solo,
respectivamente, e assim como o modelo para a estrutura, considera-se esse
componente separado dos outros.
2.6.3. Modelo para a vegetação (Del Barrio, 1998)
De acordo com os seguintes processos:
1) radiação solar absorvida pelas folhas;
2) trocas da radiação de ondas longas entre as folhas e o céu, as folhas e o solo
e as próprias folhas;
3) transferência de calor por convecção entre as folhas e o ar entre elas, e entre
o solo e o ar entre as folhas;
4) evapotranspiração nas folhas: evaporação da água das folhas, difusão do
vapor para a superfície das folhas e transporte de vapor por convecção da
superfície das folhas para o ar;
5) evaporação e/ou condensação de vapor d´água no solo e transferência de
vapor por convecção entre o solo e o ar;
6) transferência de calor e vapor por convecção entre o ar no interior da
vegetação e o ar livre,
as equações que determinam o fluxo térmico são:
40
( ρc) pdLAI
( ρc) aL
ρaL
dTp
= ϕrad .sol + ϕrad .TIR + ϕconv. p − a + ϕtran. p − a
dt
dTa
= ϕconv.a − p + ϕcon.a − g + ϕconv.a − ∞
dt
dθa
= ϕvap.a −
dt
p + ϕvap.a − g
(eq. 13)
+ ϕvap.a − ∞
onde Tp é a temperatura das folhas (K), Ta a temperatura do ar (K), θa umidade
específica do ar (kg kg-1), (ρc)p a capacidade térmica específica das folhas (kJ m-2
K-1), d a espessura média das folhas (m), LAI o índice de área da folha, (ρc)a a
capacidade térmica específica do ar (kJ m-2 K-1), ρa a densidade do ar (kg m-3), L a
altura da camada vegetal (m), φrad,sol a radiação solar absorvida pelas folhas (W m-2),
φrad,TIR o fluxo de radiação térmica nas folhas (W m-2), φconv,p-a o fluxo de calor
sensível entre a folhagem e o ar em seu interior (W m-2), φtrans,p-a o fluxo de energia
proveniente da transpiração das folhas (W m-2), φconv,a-p o fluxo de calor sensível
entre a folhagem e o ar em seu interior (φconv,a-p= - φconv,p-a) (W m-2), φconv,a-g o fluxo
de calor sensível entre o ar no interior da folhagem e a base (W m-2), φconv,a-∞ o fluxo
de calor sensível entre o ar no interior da folhagem e o ar livre (W m-2), φvap,a-p o fluxo
de vapor entre a folhagem e o ar em seu interior (kg m-2), φvap,a-g o fluxo de vapor
entre o ar no interior da folhagem e o solo (kg m-2), φvap,a-∞ o fluxo de vapor entre o ar
no interior da folhagem e o ar livre (kg m-2).
A transmitância de onda longa nas folhas é definida como:
τ l ( LAI ) = exp(−k l LAI )
(eq. 14)
com kl como o coeficiente de extinção para radiação de onda longa, que pode ser
analiticamente calculado a partir do ângulo formado pela posição da folha com o
plano horizontal (alguns valores de kl encontram-se na tabela 2.5).
Tabela 2.5: Valores de Kl em função da posição da folha
Fonte: DEL BARRIO, 1998
Posição da folha
Horizontal
Cônica (α=45°)
Vertical (α=90°)
Esférica (enrolada)
kl
1; 1.05
0.829
0.436
0.684; 0.81
A vegetação absorve uma fração igual a (1-τ1) da radiação de onda longa que
recebe. O fluxo de radiação térmica numa vegetação é definido por:
41
ϕ rad ,TIR = (1 − τ l )[σTsky 4 + σTg 4 − 2σT p 4 ]
(eq. 15)
onde Tsky é a temperatura do céu e Tg a temperatura da base.
A transmitância de onda curta nas folhas é definida como:
τ s = exp(− K s LAI )
(eq. 16)
com ks como coeficiente de extinção para radiação de onda curta:
k s = [(1 − τ t ) 2 − ρ t 2 ]1 / 2 k l
(eq. 17)
onde τt e ρt são a transmitância e refletância da folha, respectivamente. Para uma
folha verde, a equação resulta em ks=0.74*kl. Para folhas posicionadas
horizontalmente tem-se ks=1.10 e verticalmente ks=0.29.
A refletância de uma camada vegetal é dada por:
ρ s ( LAI ) = (1 − τ l ( LAI )) ρ ∞
(eq. 18)
onde ρ∞ é a refletância de uma camada densa.
A vegetação absorve uma fração igual a 1-τs-ρs da radiação de onda curta que
recebe. O fluxo de radiação solar absorvido pela vegetação é definido por:
ϕ rad ,sol = [1 − τ s − (1 − τ s ) ρ ∞ ](1 + τ s ρ g )ϕ s
(eq. 19)
onde φs representa a radiação solar na superfície da folhagem, e τs*ρs*φs a radiação
solar refletida pelo solo.
A transferência de calor sensível entre a folhagem e o ar em seu interior é
representado por:
ϕ conv, p −a = −ϕ conv,a − p = −2 LAI
ρc p
rc
(T p − Ta )
(eq. 20)
onde re indica a resistência externa da vegetação, e é definida como:
42
re =
al m
(eq. 21)
(l T p − Ta +bu 2 ) n
com l como o comprimento das folhas (m), µ a velocidade do vento (m s-1) e a, b, m
e n coeficientes empíricos (a=1174, b=207, m=0.5 e n=0.25).
O fluxo de energia consumida pela evaporação de água em folhas pode ser
representado por:
ϕ trans , p −a = −2 LAI
ρc p
γ (re + ri )
(e p − e a )
(eq. 22)
onde γ é a constante psicrométrica termodinâmica (Pa K-1), ep e ea a pressão de
vapor na superfície da folha e no ar entre as folhas, respectivamente (Pa), re a
resistência externa da vegetação (s m-1) e ri a resistência interna para a
transferência de vapor da vegetação (s m-1), definida por:
ri = rmin ri ~ (ϕ s ) ri ~ (T p ) r ~ i (CO2 ) r ~ i (e p − ea )
(eq. 23)
onde rmin é a resistência mínima possível, cuja magnitude tem uma origem
puramente fisiológica, CO2 a concentração de gás carbônico no ar e ri~ a função que
incrementa a resistência interna, sempre que um dos parâmetros estiver limitando a
taxa de transferência de vapor d´água, definida por:
ϕs
ϕ ~ s + C1
ri (ϕ s ) = ~
; C1 > C 2 ; ϕ s ~ =
2 LAI
ϕ s + C2
~
ri ~ (T p ) = 1 + C3 (T p − Tm ) 2
~
ri (CO2 ) = 1 + C 4 (CO2 − 200)
2
(eq. 24)
ri ~ (e p − ea ) = 1 + C5 (e p − ea ) 2
onde φs é a irradiância de onda curta (W m-2), C1=4.3, C2=0.54, Tm=24.5°C,
C3=2.3*10-2, C4=6.1*10-7 e C5=4.3.
A transferência de calor sensível entre a base e o ar no interior da folhagem é
representado por:
43
ϕ conv , g − a = −ϕ conv ,.a − g = − h g (T g − Ta )
(eq. 25)
onde Ta é a temperatura do ar entre as folhas (K), Tg a temperatura da base (K) e hg
o coeficiente de convecção do transporte de calor (W m-2 K-1).
A transferência de vapor d´água entre a base e o ar no interior da vegetação é
representado por:
ϕ vap , g − a = −ϕ vap ,a − g = − h g ~ (e g − ea )
(eq. 26)
onde eg é a pressão de vapor na base (Pa) e hg~ o coeficiente de convecção do
transporte de vapor (kg s-1 m-2 Pa-1) definido por:
hg ~ =
1
hg
Λγ
(eq. 27)
com γ e Λ já definidos anteriormente.
Os fluxos de calor e vapor ocorridos pela transferência de massa entre o ar no
interior da folhagem e o ar externo são definidos por:
ϕ conv,a −∞ = −ha∞ (Ta − T∞ )
(eq. 28)
ha∞ = RLρc p
e
ϕ vap,a −∞ = −ha∞ ~ (ea − e∞ )
~
ha∞ =
1
ha∞
Λγ
(eq. 29)
respectivamente, com T∞ como a temperatura do ar externo (K), e∞ a pressão de
vapor do ar externo (Pa), L a altura da vegetação (m) e R a taxa de troca de ar (s-1).
Para a interface solo – vegetação usa-se a relação:
Tg (t ) = Tsoil ,top (t )
e g (t ) = p v (Tsoil ,top , ω soil ,top )
(eq. 30)
44
com pv calculado pela equação (8) na temperatura e mistura volumétrica da
superfície da base.
Continuamente, o fluxo de calor dessa interface é calculado por:
− (λ + ΛDvT )
∂T ( z, t )
∂z
z =0
= (1 − ρ g )τ s ϕ s + [τ l σTsky 4 + (1 − τ l )σT p 4 − σT g 4 ]
− h g (T g − Ta ) − Λh g ~ (e g − e a )
(eq. 31)
e, o fluxo de vapor é dado por:
− DvT
∂T ( z, t )
∂z
z =0
= − h g ~ (e g − e a )
(eq. 32)
Para a interface solo – estrutura usa-se a relação:
Tsoil ,bottom (t ) = Tsup port ,top (t )
− (λ + ΛDvT )
∂T ( z, t )
∂z
z =t
= −λ s
∂Ts ( z , t )
∂z
(eq. 33)
z =0
que é similar à da interface anterior, mas, supondo a estrutura impermeável à água e
vapor d´água.
Del Barrio (1998) relata ainda que uma cobertura verde bem projetada e gerenciada
poderia conduzir a um artifício de alta qualidade contra insolação no verão,
reduzindo o fluxo de calor através da cobertura. Para que seja obtida alta eficiência
desse sistema deve-se:
# selecionar plantas bem desenvolvidas (muitas folhas) e/ou com uma distribuição
horizontal das folhas, assegurando uma baixa transmissão da radiação solar (o
elemento essencial nessa cobertura é a sombra).
# selecionar solos leves, que reduzem a condutividade térmica bem como o peso da
cobertura.
Entretanto nenhuma análise por essa cientista foi feita no inverno, necessitando-se
de uma pesquisa sobre o solo adequado para este caso.
45
2.7. Amortecimento, Atraso e Diferença de temperatura entre médias
2.7.1. Amortecimento térmico (µ)
É a propriedade de um fechamento de diminuir a amplitude das variações térmicas,
obtido pela razão entre a amplitude interna e externa (RIVERO, 1985), dado por:
∆TILT
, para a temperatura do ar interno da laje tradicional;
∆TE
∆TICV
µICV=
, para a temperatura do ar interno da cobertura verde;
∆TE
∆TSILT
µSLT=
, para a temperatura superficial da laje tradicional;
∆TSELT
∆TSICV
µSCV=
, para a temperatura superficial da cobertura verde.
∆TSECV
µILT=
Sendo:
∆TILT: amplitude da temperatura do ar interno na edificação com laje tradicional;
∆TICV: amplitude da temperatura do ar interno na edificação com cobertura verde;
∆TSILT: amplitude da temperatura superficial interna na laje tradicional;
∆TSICV: amplitude da temperatura superficial interna na cobertura verde;
∆TE: amplitude da temperatura do ar externo;
∆TSELT: amplitude da temperatura superficial externa na laje tradicional;
∆TSECV: amplitude da temperatura superficial externa na cobertura verde.
Para as temperaturas superficiais internas em relação à temperatura do ar externo
tem-se:
∆TSILT
, para a temperatura superficial da laje tradicional;
∆TE
∆TSICV
µSCVe=
, para a temperatura superficial da cobertura verde.
∆TE
µSLTe=
2.7.2. Atraso térmico (φ)
É o tempo, em horas, transcorrido entre uma variação térmica em um meio e sua
manifestação na superfície oposta de um componente construtivo submetido a um
regime periódico de transmissão de calor (ABNT, 2005). Neste trabalho foi definido
como:
φLT= tTSILTmax - tTEmax, para a temperatura na laje tradicional;
46
φCV= tTSICVmax – tTEmax, para a temperatura na cobertura verde.
Sendo:
tTSILTmax: tempo em que a temperatura superficial interna na laje tradicional atinge
sua máxima;
tTSICVmax: tempo em que a temperatura superficial interna na cobertura verde atinge
sua máxima;
tTEmax: tempo em que a temperatura do ar externo atinge sua máxima.
2.7.3. Diferença de temperatura entre médias – ∆Tmed
É a diferença entre a média das temperaturas externas e internas, dada por:
∆Tmed_ILT=TEmed – TILTmed, para a temperatura do ar interno da laje tradicional;
∆Tmed_ICV=TEmed – TICVmed, para a temperatura do ar interno da cobertura verde;
∆Tmed_SLT=TSELTmed – TSILTmed, para a temperatura superficial da laje tradicional;
∆Tmed_SCV=TSECVmed – TSICVmed, para a temperatura superficial da cobertura verde.
Sendo:
TILTmed: média das temperaturas do ar interno na edificação com laje tradicional;
TICVmed: média das temperaturas do ar interno na edificação com cobertura verde;
TSILTmed: média das temperaturas superficiais internas na laje tradicional;
TSICVmed: média das temperaturas superficiais internas na cobertura verde;
TEmed: média das temperaturas do ar externo;
TSELTmed: média das temperaturas superficiais externas na laje tradicional;
TSECVmed: média das temperaturas superficiais externas na cobertura verde.
Para as temperaturas superficiais internas em relação à temperatura do ar externo
tem-se:
∆Tmed_SLT=TEmed – TSILTmed, para a temperatura superficial da laje tradicional;
∆Tmed_SCV=TEmed – TSICVmed, para a temperatura superficial da cobertura verde.
2.8. O processo de evapotranspiração
Segundo Soares (2004), a evapotranspiração (Et), é qualquer processo pelo qual a
água da planta ou do solo passa ao estado de vapor. Matematicamente é dada por:
Et = T+It+Es+E0
(eq. 34)
47
em que T é a transpiração, It é a evaporação de água interceptada (particularmente
importante em florestas), Es é a evaporação do solo e E0 é a evaporação de
superfícies livres de água.
De acordo com Lunardi et al (2002), diversos são os métodos para a estimativa da
evapotranspiração, sendo que a sua escolha depende da disponibilidade de dados
climáticos, da precisão necessária, da conveniência e do custo. O método original de
Penman é um dos mais empregados, cuja fórmula foi derivada assumindo
proporcionalidade entre a evaporação da água e a evapotranspiração da vegetação
sub-irrigada. Usando a relação entre os fluxos de calor sensível e latente, e o poder
evaporante do ar à sombra, Penman, eliminou medidas de superfície, inexistentes
em estações meteorológicas convencionais, e em 1948 desenvolveu a seguinte
equação:
ΕΤ0 =
WRn
λ
+ (1 − W ) E a
(eq. 35)
sendo: ΕТ0 a evapotranspiração em mm d-1, λ calor latente de evaporação em MJ kgRn (saldo de radiação) em MJ m-2 d-1, W fator de ponderação dependente da
temperatura do ar e Ea o poder evaporante do ar em MJ m2 d-1 dado por:
Ea = f (U)∆e
(eq. 36)
onde: ∆e é o déficit de pressão de vapor em kPa e f(U) dado pelo modelo:
f (U) = m(a + bU)
(eq. 37)
que, segundo Penman , assume os seguintes valores:
f (U) = 6,43(1+ 0,526U)
(eq. 38)
onde: U é a velocidade do vento a 2,0 m de altura em m s-1, m em MJ m-2 d-1 kPa-1, a
é adimensional e b em s m-1.
Monteith, apud Snyder e Paw U (2002), com base na formulação de Penman,
desenvolveu uma equação que inclui fatores de resistência aerodinâmica e
resistência ao fluxo de vapor pela folha (figura 2.12). Essa equação combinada
passou a ser chamada de equação de Penman-Monteith, representada por:
48
λΕΤ =
∆ ( Rn − G ) + ρ a c p
(e s − e a )
ra
r
∆ + γ (1 + s )
ra
(eq. 39)
sendo λET o fluxo de calor latente ou evapotranspiração em MJm-2dia-1, ∆ a
declividade da pressão de vapor de saturação em hPaK-1, Rn a radiação líquida em
Wm-2, G o fluxo de calor solar em MJm-2dia-1, ρa a densidade do ar a uma pressão
constante em kgm-3, cp o calor específico em Wkg-1°C-1, (es-ea) o déficit de pressão
de vapor do ar em kPa, γ a constante psicrométrica em kPaK-1 e rs e ra as
resistências superficial e aerodinâmica, respectivamente em sm-1.
Figura 2.12: Esquema simplificado das resistências superficial e aerodinâmica
Fonte: Adaptação de WWW.FAO.ORG, 2007
3. EQUIPAMENTOS E MÉTODOS
Neste capítulo será descrita a metodologia utilizada na pesquisa, como a análise
construtiva da edificação onde foram montadas as células-teste, os equipamentos
adotados para as medições e o tratamento dos dados obtidos, a fim de se ressaltar
as diferenças e/ou similaridades existentes entre as coberturas estudadas.
3.1. As Células-teste: laje tradicional e cobertura verde
O experimento deste trabalho foi realizado na cidade de São Carlos, localizada na
região central do Estado de São Paulo, a 22°02’ S de latitude, 47°52’ W de longitude
e altitude média de 840m (figura 3.1).
Figura 3.1: Localização da cidade de São Carlos
Fonte: Adaptação de WWW.GUIANET.COM.BR, 2006
O clima da região é o tropical de altitude, que, segundo a classificação de Köeppen,
é o Cwa, clima quente com inverno seco, no qual a temperatura média do mês mais
frio é inferior a 18°C e a do mês mais quente, ultrapassa 22°C, com verões chuvosos
e invernos secos, caracterizando seis meses quentes e úmidos e seis meses frios e
secos (EMBRAPA, 2006). A precipitação pluviométrica anual é em média de
1500mm (PEREZ JÚNIOR, 2006).
Descrição das células-teste
As células-teste foram estabelecidas sobre a laje de uma edificação existente no
Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva da UFSCar, campus São Carlos
(figura 3.2).
50
Figura 3.2: Localização das células-teste na UFSCar
Fonte: WWW.UFSCAR.BR, 2006
Essa edificação possui dois ambientes separados ao meio por uma parede. O
sistema construtivo é composto de alvenaria de bloco cerâmico de 8 furos e
revestida com argamassa sob pintura acrílica nas vedações verticais laterais e
frontal. As vedações horizontais são de lajes pré-moldadas de concreto com camada
de regularização em argamassa. A vedação posterior é composta por elementos
vazados em toda sua extensão. As figuras 3.3 e 3.4 mostram a edificação e as
células-teste.
Figura 3.3: Fachada frontal da
edificação na UFSCar
Figura 3.4: Fachada posterior da
edificação na UFSCar
A figura 3.5 mostra o projeto da construção, bem como o detalhe da célula-teste com
cobertura verde, mostrando suas partes constituintes.
51
Figura 3.5: Projeto de construção da célula-teste com cobertura verde
Fonte: MORAIS, 2004
52
Fases de alteração da célula-teste com cobertura verde
Nesta célula-teste foi realizada recentemente uma pesquisa similar com a grama
Esmeralda, a qual foi substituída pela grama Braquiária (figura 3.6).
Primeira etapa: Escolha da grama
Foi selecionada uma espécie que obedecesse aos seguintes critérios:
# plantas resistentes ao clima da cidade de São Carlos;
# tamanho e desenvolvimento das raízes, não sendo aconselhável o uso de plantas
com raízes que possam danificar a laje e o sistema de impermeabilização;
# a parte aérea das plantas de modo que não fosse produzido muito material
orgânico que pudesse dificultar a drenagem;
# tempo curto de crescimento das plantas;
# plantas que não servem como habitat de animais perigosos (por exemplo
bromélias, que possibilitariam a criação de larvas do mosquito Aedes aegypti);
# plantas com folhas de superfície grande – melhoram a retenção da água, o
sombreamento do substrato, diminuem mais a temperatura do ambiente através da
evaporação e da evapotranspiração e diminuem o impacto das chuvas torrenciais,
protegendo o substrato contra a erosão.
.
Figura 3.6: Panorama dos canteiros com as gramas Esmeralda (direita) e
Braquiária (esquerda)
53
Segunda etapa: Retirada da grama Esmeralda
Nesta etapa foram retiradas as mantas de grama Esmeralda cuidadosamente, para
não danificar os outros componentes do sistema. Não foram feitas alterações na
cobertura verde após a retirada da grama (figura 3.7).
Figura 3.7: Retirada da grama Esmeralda
Terceira etapa: Colocação da grama Braquiária
Etapa que envolveu o plantio da nova vegetação, constituída por aproximadamente
6.65m² de grama Braquiária (Brachiaria humidicola), em torrões de dimensões
variadas (figura 3.8).
Figura 3.8: Colocação da grama Braquiária
3.2. Equipamento utilizado nos monitoramentos
Para monitorar as condições higrotérmicas ambientais foi adotado um sistema
eletrônico de aquisição de dados, constituído por aparelhos registradores de
temperatura e umidade relativa do ar e temperatura superficial, modelo HOBO®,
fabricado nos Estados Unidos pela empresa “ONSET Computer Corporation”.
Esses aparelhos são programáveis em intervalos de tempo pré-fixados. O sistema
apresenta precisão e capacidade de armazenamento de dados satisfatórias, cujas
medições de temperatura e umidade relativa do ar variam de -20° a 70°C, com
resolução de ±0.38° a 21°C e de 25 a 95%, com resolução de ±5%, respectivamente
(HOBO®..., 2006).
54
Em medição piloto foi constatado que esses instrumentos são extremamente
sensíveis às radiações térmicas, mesmo em ambientes internos. De modo a evitar
interferências que prejudicassem a identificação das variáveis medidas, os
aparelhos foram posicionados estrategicamente à sombra e no interior de
recipientes de alumínio, estes com pequenas aberturas que permitissem a
circulação do ar (figura 3.9).
Figura 3.9: Aparelho HOBO® posicionado em recipiente de alumínio
As variáveis medidas foram as seguintes:
TE e TI (°C): temperaturas do ar externo e interno às células-teste;
TSI (°C): temperatura superficial interna das lajes;
UR (%): umidade relativa do ar externo.
Os dados de temperatura superficial interna das lajes foram obtidos mediante sensor
externo (conectado diretamente no HOBO®) com ponta de aço inoxidável e à prova
d’água, com variação de medição de -40° a 100°C e resolução de ±0.50° a 20°C
(HOBO®..., 2006).
Para melhorar o contato e eliminar ar entre o sensor e a laje, o mesmo teve sua
ponta preenchida com pasta térmica e foi fixado na laje com fita adesiva e fio de
nylon (figura 3.10).
Os dados climáticos mensais, para comparar com os dados medidos
experimentalmente, e de ventos foram obtidos junto à estação climatológica da
Escola de Engenharia de São Carlos – EESC / Universidade de São Paulo, e os
dados de radiação solar foram fornecidos pelo Centro de Recursos Hídricos e
Ecologia Aplicada – CRHEA / Universidade de São Paulo.
55
Figura 3.10: Ponteiro metálico preenchido com pasta térmica e fixado na laje
com fita adesiva e fio de nylon
3.3. Temperaturas Superficiais em Vegetação
Os dados referentes às temperaturas superficiais externas das coberturas foram
estimados por intermédio do programa Jardim 1.1 – Temperaturas Superficiais em
Vegetação (RORIZ, 2003), que adota um modelo de cálculo baseado no método de
Penmain-Monteith, cuja equação determina a taxa de evapotranspiração da água
em plantas e no solo (item 2.8).
De acordo com Roriz (2003), a temperatura superficial externa da laje comum é
estimada a partir da temperatura ar-sol de uma laje sem vegetação, de cor média,
com uma absortância de 0.6, submetida às mesmas condições que a cobertura com
vegetação, ao passo que a temperatura da superfície de folhas da grama é estimada
por equações baseadas na temperatura do ar externo (TBS) (°C), na resistência ao
fluxo turbulento (ra) (s/m), na radiação líquida (RLiq) (W/m²), na energia de
evaporação (EvEvp) (W/m²) e no produto entre a densidade e o calor específico do
ar (tabela 3.1).
Os dados de entrada (em hora solar) para que o programa estime as temperaturas
superficiais externas em ambas as coberturas são: latitude e altitude do local; dia e
mês; altura da vegetação e do vento; albedo; temperatura do ar externo (°C);
umidade relativa do ar externo (%); radiação solar (W/m²) e velocidade do vento
(m/s).
De acordo com o arquivo de dados, o programa calcula os valores das variáveis
apresentadas na tabela 3.1 e gera dois tipos de gráfico: um com as curvas de
temperaturas do ar e superficiais externas nas duas coberturas, e outro com as
curvas de irradiações extraterrestre, global, de onda longa, líquida e energia de
evaporação. As equações, melhor explicadas, e suas respectivas referências são
apresentadas no próprio programa.
56
Tabela 3.1: Variáveis calculadas pelo programa Jardim 1.1
Fonte: RORIZ, 2003
Variável
Equação
Unidade
PVS – Pressão de
Vapor Saturante
PVP – Pressão de
Vapor
DPS – Declividade da
curva de Pressão
Saturante
Kt – Índice de
limpidez atmosférica
RL – Radiação em
ondas longas
RLiq – Radiação
Líquida
LAI – Índice de Área
Foliar
ra – Resistência
Aerodinâmica ao
fluxo turbulento
rv – Resistência
Superficial ao fluxo
de vapor
CLV – Calor Latente
de Vaporização
EnEvp – Energia de
Evaporação
TxEvp – Taxa de
Evaporação
TSA – Temperatura
Sol-Ar
PVS=6.11Exp[(17.27Tbs)/(Tbs+237.31)].
hPa
PVP=(UR/100)PVS
hPa
DPS=4098.17PVS/[(Tbs+237.3)2]
HPa/K
Kt=Rad/ET
-
RL=5.67E-8(TK4)[0.560.08(PVP0.5)](1.35Kt-0.35)
Rliq=[Rad(1-Albedo)]-RL
W/m²
W/m²
LAI=-2.984+N1+N2
-
ra={Ln[Hven(0.63Hveg)/0.13Hveg]2}/0.1681VelVen
s/m
rv=200/LAI
s/m
CLV=2.50326-0.00242Tbs
MJ/Kg
EnEvp=N1/N2
W/m²
TxEvp=0.0036EnEvp/CLV
W/m²
TSA=estimativa da temperatura que
ocorreria na superfície externa da laje
comum
TsV=Tbs+ra(RLiq-EnEvp)/1209.52
°C
TsV – Temperatura
Superficial da
Vegetação
°C
3.4. Influência da posição do sol
Durante a fase de crescimento da grama, observou-se que em certos locais no
canteiro, a vegetação apresentava um maior crescimento. Isso se deve à
desigualdade de distribuição de luz sobre o canteiro, pois a presença de edificações
ao redor do mesmo faz com que haja um sombreamento em determinados locais e
horários ao longo do dia.
57
As figuras 3.11 e 3.12 mostram os locais sombreados em diferentes períodos.
9:00 hs
15:00 hs
18:00 hs
Figura 3.11: Posição do sol durante as medições em junho e julho / agosto de
2006
9:00 hs
15:00 hs
18:00 hs
Figura 3.12: Posição do sol durante as medições em novembro de 2006 e
março de 2007
3.5. Medições
Após o treinamento no uso e instalação dos aparelhos registradores, as medições
foram iniciadas. Estas foram realizadas em quatro períodos, sendo nos meses de
junho e julho / agosto de 2006, para o período de frio e, novembro de 2006 e março
de 2007, para o período de calor. Realizaram-se duas medições no período de frio e
duas no de calor para aumentar a base de dados e assim confirmar o
comportamento da cobertura verde nessas situações.
A fim de obter dados relativos à evolução térmica das lajes, os aparelhos
registradores foram programados para realizar varreduras de temperatura do ar
interno e externo à edificação, umidade relativa do ar e temperatura superficial
interna das lajes, a cada 15 minutos, 24 horas por dia.
58
Para obtenção dos dados internos à edificação, as variáveis ambientais foram
medidas em um ponto de cada cobertura. Os aparelhos foram instalados em dois
conjuntos formados, cada um deles, por um registrador de temperatura e umidade
relativa do ar, inserido no recipiente de alumínio, e de temperatura superficial, obtida
com o cabo sensor instalado nas faces internas das lajes, onde a incidência solar
sobre a grama predomina durante todo o dia (figura 3.13). Os dados externos de
temperatura e umidade relativa do ar foram obtidos a partir de um aparelho HOBO
inserido em um recipiente de alumínio, instalado no edifício à frente das células-teste
como mostra a figura 3.14.
Figura 3.13: Recipiente de alumínio
que armazena o HOBO® para
medições internas
Figura 3.14: Recipiente de alumínio
que armazena o HOBO® para
medições externas
A tabela 3.2 mostra os períodos em que as medições foram realizadas.
Tabela 3.2: Períodos em que foram realizadas as medições
Medições
Período de frio
Período de calor
14 a 23 de junho de 2006
25 de julho a 07 de agosto de 2006
17 a 26 de novembro de 2006
16 a 29 de março de 2007
As figuras 3.15 e 3.16 mostram o aspecto da grama nas medições nos períodos de
frio e calor, respectivamente.
59
Figura 3.15: Aspecto da grama nas medições em junho e julho / agosto de 2006
Figura 3.16: Aspecto da grama nas medições em novembro de 2006 e março de
2007
3.6. Tratamento dos dados
De modo a permitir conclusões sobre os desempenhos térmicos dos sistemas de
coberturas enfocados, o tratamento dos dados deste trabalho teve por fim efetuar
análises comparativas entre os dados obtidos com as medições; os dados
estimados pelo programa Jardim 1.1 e os resultados dessas duas análises.
Além disso, montou-se uma planilha baseada no modelo desenvolvido por Del Barrio
(1998), para calcular o fluxo térmico nas diferentes camadas da cobertura verde,
bem como nas suas interfaces. Entretanto, essa planilha não foi utilizada, pois o
modelo não forneceu resultados satisfatórios pela omissão de variáveis necessárias
aos cálculos, como: as pressões de vapor no ar externo, no ar entre a vegetação e
nas superfícies da vegetação e do solo (anexo C).
A maioria das tabelas, apresentada no capítulo seguinte, refere-se aos valores
extremos (máximo e mínimo) das variáveis obtidas por meio das medições e das
estimativas e às diferenças entre elas, bem como as médias desses valores.
60
Ao longo de todo o capítulo seguinte, para designar dados referentes às variáveis,
medidas e estimadas, relativas às duas coberturas estudadas, foi utilizada a
seguinte terminologia:
TEMax: valor máximo da temperatura do ar externo;
TEMin: valor mínimo da temperatura do ar externo;
URMax: valor máximo da umidade relativa;
URMin: valor mínimo da umidade relativa;
TILTMax: valor máximo da temperatura do ar interno da edificação com laje
tradicional;
TILTMin: valor mínimo da temperatura do ar interno da edificação com laje
tradicional;
TICVMax: valor máximo da temperatura do ar interno da edificação com cobertura
verde;
TICVMin: valor mínimo da temperatura do ar interno da edificação com cobertura
verde;
TSILTMax: valor máximo da temperatura superficial interna da laje tradicional;
TSILTMin: valor mínimo da temperatura superficial interna da laje tradicional;
TSICVMax: valor máximo da temperatura superficial interna da cobertura verde;
TSICVMin: valor mínimo da temperatura superficial interna da cobertura verde;
TSELTMax: valor máximo da temperatura superficial externa da laje tradicional;
TSELTMin: valor mínimo da temperatura superficial externa da laje tradicional;
TSECVMax: valor máximo da temperatura superficial externa da cobertura verde;
TSECVMin: valor mínimo da temperatura superficial externa da cobertura verde;
∆TILT: diferença entre os valores das temperaturas máxima e mínima do ar interno
da edificação com laje tradicional;
∆TICV: diferença entre os valores das temperaturas máxima e mínima do ar interno
da edificação com cobertura verde;
∆TSILT: diferença entre os valores das temperaturas superficiais internas máxima e
mínima da laje tradicional;
∆TSICV: diferença entre os valores das temperaturas superficiais internas máxima e
mínima da cobertura verde;
∆TSELT: diferença entre os valores das temperaturas superficiais externas máxima
e mínima da laje tradicional;
∆TSECV: diferença entre os valores das temperaturas superficiais externas máxima
e mínima da cobertura verde.
61
3.7. Dia Médio
Os dados de temperaturas obtidos com as medições foram ajustados de hora civil
para hora solar e separados em horas e não mais em dias, sendo posteriormente
calculados os valores médios das temperaturas para cada hora. Posteriormente,
construiu-se um gráfico contendo horas solares na abscissa e as temperaturas
médias na ordenada, obtendo-se assim o dia médio para cada temperatura medida
(ar externo e interno e superficiais interna e externa). Esses gráficos foram
desenvolvidos para verificar o comportamento térmico dos dois tipos de coberturas
em diferentes horários ao longo do dia.
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Apresentam-se a seguir os dados referentes aos monitoramentos realizados, a
discussão dos comportamentos térmicos das coberturas estudadas, bem como a
comparação com o comportamento térmico da grama Esmeralda.
4.1. Medições realizadas no período de frio
4.1.1. Medição em Junho de 2006
As condições climáticas para essa medição apresentaram-se com dias claros e
secos, cujas máximas e mínimas temperaturas e umidades relativas do ar podem
ser observadas na tabela 4.1.
Tabela 4.1: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a
medição em junho de 2006
Local
EESC
Células-teste
TEMáx (°C)
26.79
25.17
TEMín (°C)
9.00
10.60
URMáx (%)
91.10
84.90
URMín (%)
25.78
28.30
As diferenças entre as temperaturas e umidades relativas do ar medidas na estação
climatológica da EESC e na UFSCar, podem ser justificadas pelo motivo da UFSCar
estar localizada em uma área de maior altitude e arborização que a EESC.
28
Células-teste
100
EESC
90
Um idade relativa(% )
Temperatura(°C)
24
20
16
12
Células-teste
14
15
16
17
18
19
Dias
20
70
60
50
40
30
20
EESC
8
80
21
22
23
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Dias
Figura 4.1: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a medição
em junho de 2006
Os gráficos da figura 4.1 mostram as curvas de temperaturas e umidades relativas
do ar, na estação climatológica da EESC e nas células-teste, durante o período
dessa medição. A figura 4.2 apresenta a variação da irradiância solar global
registrada na estação climatológica do CRHEA durante o período de 18 a 23 de
junho de 2006. Os dados dos dias de 14 a 17 não foram fornecidos.
63
700
Irradiância Global (W/m²)
600
500
400
300
200
100
0
18
19
20
21
22
23
Dias
Figura 4.2: Irradiância solar global registrada na estação climatológica do
CRHEA no período de 18 a 23 de junho de 2006
4.1.1.1. Dados das células-teste: laje tradicional (LT) e cobertura verde (CV)
4.1.1.1.1. Temperaturas internas
Os dados de temperaturas internas registrados nas células-teste com laje tradicional
e cobertura verde são mostrados na figura 4.3.
Temperatura do Ar Interno(°C)
23
21
19
17
Laje Tradicional
15
Cobertura Verde
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Dias
Figura 4.3: Temperaturas do ar interno registradas durante a medição em
junho de 2006
A tabela 4.2 resume os valores máximos e mínimos dessas temperaturas, bem como
as diferenças entre elas.
64
Tabela 4.2: Temperaturas máximas e mínimas do ar interno registradas durante
a medição em junho de 2006, bem como a diferença entre elas
Dia
TIMax
LT
TIMin
LT
TIMax
CV
TIMin
CV
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
20.95
20.95
20.19
21.33
21.71
21.33
20.95
21.71
21.33
22.09
21.25
14.47
13.70
13.32
14.47
15.62
16.38
16.00
15.23
14.47
16.00
14.97
20.19
20.19
17.90
19.42
20.57
20.19
20.19
20.57
20.57
19.81
19.96
15.62
14.09
13.32
14.09
15.23
16.00
16.00
15.23
14.85
15.62
15.01
Médias
∆TILT ∆TICV
6.48
7.25
6.87
6.86
6.09
4.95
4.95
6.48
6.86
6.09
6.28
4.57
6.10
4.58
5.33
5.34
4.19
4.19
5.34
5.72
4.19
4.95
As diferenças entre as temperaturas do ar interno das células-teste não foram
significativas pelo fato da edificação apresentar uma parede formada por elementos
vazados, havendo assim uma grande influência do ar externo. A maior e menor
diferença entre as temperaturas internas das duas células foram de 2.29°C no dia 16
e -1.15°C no dia 14, respectivamente. Durante o período considerado, a temperatura
interna da edificação com cobertura verde manteve-se inferior à da edificação com
laje tradicional. Isso porque com a incidência do sol, a evapotranspiração do vegetal
retira calor da cobertura, resfriando a superfície do teto. Assim, haverá a diminuição
da temperatura do ambiente interior. As figuras 4.4 e 4.5 representam o dia médio
desse mesmo período.
25
Temperatura (°C)
22
19
16
Ar Externo
Ar Interno - Laje Tradicional
Ar Interno - Cobertura Verde
13
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.4: Dia Médio: temperaturas do ar interno registradas durante a
medição em junho de 2006
65
2.10
1.80
TILT-TICV (°C)
1.50
1.20
0.90
0.60
0.30
0.00
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
-0.30
Hora Solar
Figura 4.5: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas do ar interno da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em junho de 2006
4.1.1.1.2. Temperaturas superficiais internas
Os dados de temperaturas superficiais internas registrados nas células-teste com
laje tradicional e cobertura verde são mostrados na figura 4.6.
Temperatura Superficial Interna (°C)
24
22
20
18
16
14
Laje Tradicional
12
Cobertura Verde
10
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Dias
Figura 4.6: Temperaturas superficiais internas registradas durante a medição
em junho de 2006
66
A tabela 4.3 resume os valores máximos e mínimos dessas temperaturas, bem como
as diferenças entre elas.
Tabela 4.3: Temperaturas superficiais internas máximas e mínimas registradas
durante a medição em junho de 2006, bem como a diferença entre elas
Dia
TSIMax TSIMin TSIMax TSIMin
LT
LT
CV
CV
14
19.81
12.55
18.28
16.00
15
19.04
11.38
17.52
14.47
16
19.04
10.99
16.38
14.09
17
20.57
12.55
17.14
14.09
18
21.33
13.70
18.28
15.23
19
20.19
14.85
18.28
16.00
20
19.42
13.70
18.28
16.00
21
19.81
12.93
18.28
15.23
22
20.19
12.55
17.90
14.85
23
22.86
14.47
17.90
15.23
12.97
17.82
15.12
Médias 20.23
∆TSI
LT
7.26
7.66
8.05
8.02
7.63
5.34
5.72
6.88
7.64
8.39
7.26
∆TSI
CV
2.28
3.05
2.29
3.05
3.05
2.28
2.28
3.05
3.05
2.67
2.70
A laje tradicional apresentou as maiores variações diárias, sendo a temperatura
máxima de 22.86°C no dia 23 e a da cobertura verde de 18.28°C nos dias 14, 18,
19, 20 e 21. As temperaturas mínimas foram de 10.99°C no dia 16 para a laje
tradicional e de 14.09°C nos dias 16 e 17 para a cobertura verde. Percebe-se que o
melhor desempenho foi da cobertura verde por causa do sistema que a forma
(camada de solo acrescida de vegetação), diminuindo o aquecimento superficial da
laje por radiação solar direta, difusa e refletida, pois tal sistema faz com que haja
uma menor absortância de radiação em relação à laje tradicional, aumentando a
inércia térmica. As figuras 4.7 e 4.8 representam o dia médio desse período.
25
Temperatura (°C)
23
21
19
17
15
Ar Externo
Superficial Interna - Laje Tradicional
Superficial Interna - Cobertura Verde
13
11
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.7: Dia Médio: temperaturas superficiais internas registradas durante a
medição em junho de 2006
67
3
TSILT-TSICV (°C)
2
1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
-1
-2
-3
Hora Solar
Figura 4.8: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais internas
da laje tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em junho
de 2006
4.1.1.1.3. Temperaturas superficiais externas
Temperatura Superficial Externa (°C)
48
43
38
33
Laje Tradicional
28
Cobertura Verde
23
18
13
8
18
19
20
21
22
23
Dias
Figura 4.9: Temperaturas superficiais externas estimadas durante a medição
em junho de 2006
Os dados de temperaturas superficiais externas das células-teste com laje
tradicional e cobertura verde foram estimados pelo programa Jardim 1.1
desenvolvido pelo professor Maurício Roriz, e são mostrados na figura 4.9.
A tabela 4.4 resume os valores máximos e mínimos dessas temperaturas, bem como
as diferenças entre elas.
68
Tabela 4.4: Temperaturas superficiais externas máximas e mínimas estimadas
durante a medição em junho de 2006, bem como a diferença entre elas
Dia
TSEMax TSEMin TSEMax TSEMin
LT
LT
CV
CV
18
19
20
21
22
23
Médias
43.80
44.00
44.30
44.60
45.30
43.40
44.23
14.40
15.10
13.60
13.20
12.50
14.80
13.93
24.00
22.50
23.70
23.80
24.10
24.30
23.73
11.50
11.20
10.00
9.60
9.20
10.90
10.40
∆TSE ∆TSE
LT
CV
29.40
28.90
30.70
31.40
32.80
28.60
30.30
12.50
11.30
13.70
14.20
14.90
13.40
13.33
A laje tradicional registrou a temperatura máxima de 45.30°C e a mínima de 12.50°C
no dia 22, enquanto as folhas da cobertura verde atingiram a máxima de 24.30°C no
dia 23 e a mínima de 9.20°C no dia 22. Isso ocorre por causa da capacidade da
vegetação de reduzir o ganho de calor por irradiância solar de ondas curtas, fato
justificado pelo sombreamento da laje, o qual reduz a absorção de calor, e o efeito
de refrigeração evaporativa. Entre as 8 e 16 horas a redução de calor é maior por
causa do efeito da evapotranspiração. As figuras 4.10 e 4.11 representam o dia
médio do período.
Ar Externo
Superficial Externa - Laje Tradicional
Superficial Externa - Cobertura Verde
45
Temperatura (°C)
40
35
30
25
20
15
10
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.10: Dia Médio: temperaturas superficiais externas estimadas durante a
medição em junho de 2006
69
21
TSELT-TSECV (°C)
18
15
12
9
6
3
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.11: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais externas
estimadas da laje tradicional e cobertura verde durante a medição em junho de
2006
4.1.2. Medição em Julho/Agosto de 2006
As condições climáticas nesse período apresentaram-se com as mesmas
características do período anterior.
Tabela 4.5: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a
medição em julho/agosto de 2006
Local
EESC
Células-teste
TEMáx (°C)
30.99
29.90
TEMín (°C)
10.11
10.60
URMáx (%)
97.50
99.00
URMín (%)
17.53
24.00
Os gráficos da figura 4.12 mostram as curvas de temperaturas e umidades relativas
do ar, na estação climatológica da EESC e nas células-teste, durante o período
dessa medição. A figura 4.13 apresenta a variação da irradiância solar global
registrada na estação climatológica do CRHEA durante o período de 25 a 30 de
julho de 2006. Os dados dos dias de 31 de julho a 07 de agosto não foram
fornecidos.
70
33
95
30
Células-teste
85
EESC
Umidade Relativa (%)
24
21
18
15
12
75
65
55
45
Células-teste
35
EESC
25
Dias
7/ago
6/ago
5/ago
4/ago
3/ago
2/ago
31/jul
1/ago
30/jul
29/jul
28/jul
27/jul
15
26/jul
7/ago
6/ago
5/ago
4/ago
3/ago
2/ago
1/ago
31/jul
30/jul
29/jul
28/jul
27/jul
26/jul
25/jul
9
25/jul
Temperatura(°C)
27
Dias
Figura 4.12: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a
medição em julho/agosto de 2006
700
Irradiância Global (W/m²)
600
500
400
300
200
100
0
25
26
27
28
29
30
Dias
Figura 4.13: Irradiância solar global registrada na estação climatológica do
CRHEA no período de 25 a 30 de julho de 2006
4.1.2.1. Dados das células-teste: laje tradicional (LT) e cobertura verde (CV)
4.1.2.1.1. Temperaturas internas
Os dados de temperaturas internas registrados nas células-teste com laje tradicional
e cobertura verde são mostrados na figura 4.14.
71
27
25
Temperatura do Ar Interno (°C)
Laje Tradicional
Cobertura Verde
23
21
19
17
15
7/ago
6/ago
5/ago
4/ago
3/ago
2/ago
1/ago
31/jul
30/jul
29/jul
28/jul
27/jul
26/jul
25/jul
13
Dias
Figura 4.14: Temperaturas do ar interno registradas durante a medição em
julho/agosto de 2006
Tabela 4.6: Temperaturas máximas e mínimas do ar interno registradas durante
a medição em julho/agosto de 2006, bem como a diferença entre elas
Dia
25/jul
26/jul
27/jul
28/jul
29/jul
30/jul
31/jul
1/ago
2/ago
3/ago
4/ago
5/ago
6/ago
7/ago
Médias
TIMaxLT TIMinLT TIMaxCV TIMinCV
(°C)
(°C)
(°C)
(°C)
24.01
24.40
25.95
26.34
24.01
19.42
17.90
21.33
21.71
21.71
22.48
24.01
24.40
24.79
23.03
15.23
13.70
14.47
16.76
19.81
13.70
13.32
14.47
15.23
14.85
15.62
16.00
16.38
16.38
15.42
23.63
23.63
24.01
25.17
22.86
19.04
16.00
19.04
19.42
20.19
21.33
22.48
23.24
24.01
21.72
16.38
15.23
16.00
17.52
19.42
14.47
13.70
14.09
15.62
15.23
16.00
16.76
17.52
17.52
16.10
∆TILT
(°C)
∆TICV
(°C)
8.78
10.70
11.48
9.58
4.20
5.72
4.58
6.86
6.48
6.86
6.86
8.01
8.02
8.41
7.61
7.25
8.40
8.01
7.65
3.44
4.57
2.30
4.95
3.80
4.96
5.33
5.72
5.72
6.49
5.62
Como ocorreu na medição anterior, as diferenças entre as temperaturas do ar
interno das células-teste não foram significativas pelo fato das duas células serem
influenciadas pelo ar externo, mas entre os dias 01 e 05 de agosto pode ser
observado diferenças de até 2.29°C entre as máximas das duas coberturas,
mostrando a eficácia da cobertura verde. Houve uma queda brusca na temperatura
72
do ar externo no dia 30 de julho, provocando alterações na temperatura do ar interno
das duas células. A maior e menor diferença entre as temperaturas internas das
células foram de 2.29°C nos dias 01 e 02 de agosto e -1.53°C nos dias 26 e 27 de
julho, respectivamente. Percebe-se que durante o período considerado, a
temperatura interna da célula com cobertura verde manteve-se inferior à da célula
com laje tradicional por causa do sombreamento da superfície da laje, a absorção de
radiação solar pelo vegetal e a inércia da terra.
As figuras 4.15 e 4.16 representam o dia médio dessas mesmas temperaturas,
calculado como descrito anteriormente.
26
Temperatura (°C)
24
22
20
18
16
Ar Externo
Ar Interno - Laje Tradicional
14
Ar Interno - Cobertura Verde
12
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.15: Dia Médio: temperaturas do ar interno registradas durante a
medição em julho/agosto de 2006
1.70
1.40
TILT-TICV (°C)
1.10
0.80
0.50
0.20
-0.10
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
-0.40
-0.70
Hora Solar
Figura 4.16: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas do ar interno da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em julho/agosto
de 2006
73
4.1.2.1.2. Temperaturas superficiais internas
Os dados de temperaturas superficiais internas registrados nas células-teste com
laje tradicional e cobertura verde são mostrados na figura 4.17.
26
Temperatura Superficial Interna (°C)
Laje Tradicional
Cobertura Verde
24
22
20
18
16
14
7/ago
6/ago
5/ago
4/ago
3/ago
2/ago
1/ago
31/jul
30/jul
29/jul
28/jul
27/jul
26/jul
25/jul
12
Dias
Figura 4.17: Temperaturas superficiais internas registradas durante a medição
em julho/agosto de 2006
Tabela 4.7: Temperaturas superficiais internas máximas e mínimas registradas
durante a medição em julho/agosto de 2006, bem como a diferença entre elas
Dia
25/jul
26/jul
27/jul
28/jul
29/jul
30/jul
31/jul
1/ago
2/ago
3/ago
4/ago
5/ago
6/ago
7/ago
Médias
TSIMax TSIMin TSIMax TSIMin ∆TSILT ∆TSICV
LT(°C) LT(°C) CV(°C) CV(°C)
(°C)
(°C)
22.09
22.86
25.56
25.56
23.24
19.04
19.42
22.09
23.24
21.33
22.09
23.63
23.24
23.24
22.62
13.32
12.16
12.93
15.62
19.04
13.32
12.55
13.70
13.70
13.32
14.09
14.47
14.85
14.85
14.14
20.19
20.19
20.57
22.09
21.33
19.42
15.62
17.52
18.28
18.28
19.42
20.19
20.95
20.95
19.64
16.38
15.62
16.00
17.52
19.42
15.23
14.47
14.47
15.62
15.62
16.38
16.76
17.52
17.52
16.32
8.77
10.70
12.63
9.94
4.20
5.72
6.87
8.39
9.54
8.01
8.00
9.16
8.39
8.39
8.48
3.81
4.57
4.57
4.57
1.91
4.19
1.15
3.05
2.66
2.66
3.04
3.43
3.43
3.43
3.32
74
A laje tradicional apresentou as maiores variações diárias, sendo a temperatura
máxima de 25.56°C nos dias 27 e 28 de julho e a da cobertura verde de 22.09°C no
dia 28 de julho. As temperaturas mínimas foram de 12.16°C no dia 26 de julho para
a laje tradicional e de 14.47°C nos dias 31 de julho e 01 de agosto para a cobertura
verde. Percebe-se que houve a diminuição do aquecimento superficial da laje com
cobertura verde por radiação, provocada pelo sistema que a forma (camada de solo
acrescida de vegetação), o qual provoca o aumento da inércia térmica da laje. As
figuras 4.18 e 4.19 representam o dia médio.
26
Temperatura (°C)
24
22
20
18
16
Ar Externo
Superficial Interna - Laje Tradicional
Superficial Interna - Cobertura Verde
14
12
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.18: Dia Médio: temperaturas superficiais internas registradas durante
a medição em julho/agosto de 2006
3
TSILT-TSICV (°C)
2
1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
-1
-2
-3
Hora Solar
Figura 4.19: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais internas
da laje tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em
julho/agosto de 2006
75
4.1.2.1.3. Temperaturas superficiais externas
Os dados de temperaturas superficiais externas das células-teste com laje
tradicional e cobertura verde foram estimados e são mostrados na figura 4.20.
Temperatura Superficial Externa (°C)
54
48
42
Laje Tradicional
36
Cobertura Verde
30
24
18
12
6
25
26
27
28
29
30
Dias
Figura 4.20: Temperaturas superficiais externas estimadas durante a medição
em julho/agosto de 2006
A tabela 4.8 resume os valores máximos e mínimos dessas temperaturas.
Tabela 4.8: Temperaturas superficiais externas máximas e mínimas estimadas
durante a medição em julho/agosto de 2006, bem como a diferença entre elas
Dia
25
26
27
28
29
30
Médias
TSEMax TSEMin TSEMax TSEMin ∆TSELT ∆TSECV
LT(°C) LT(°C) CV(°C) CV(°C)
(°C)
(°C)
50.90
51.80
52.70
53.50
30.20
19.00
43.02
12.90
10.50
12.80
14.80
18.40
11.10
13.42
24.90
25.70
25.65
27.20
21.70
16.10
23.54
9.30
6.80
8.30
11.30
17.10
11.30
10.68
38.00
41.30
39.90
38.70
11.80
7.90
29.60
15.60
18.90
17.35
15.90
4.60
4.80
12.86
A laje tradicional e a cobertura verde registraram as temperaturas máximas de
53.50°C e 27.20°C no dia 28 de julho, e as mínimas de 10.50°C e 6.80°C no dia 26
de julho, respectivamente. Isso ocorre por conseqüência do efeito de refrigeração
76
evaporativa, pela redução do ganho de irradiância solar de ondas curtas durante o
dia e diminuição da perda de radiação de ondas longas durante a noite.
As figuras 4.21 e 4.22 representam o dia médio dessas mesmas temperaturas.
Ar Externo
Superficial Externa - Laje Tradicional
Superficial Externa - Cobertura Verde
42
38
Temperatura (°C)
34
30
26
22
18
14
10
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.21: Dia Médio: temperaturas superficiais externas estimadas durante a
medição em julho/agosto de 2006
20
TSELT-TSECV (°C)
17
14
11
8
5
2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.22: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais externas
da laje tradicional e cobertura verde estimadas durante a medição em
julho/agosto de 2006
77
4.2. Medições realizadas no período de calor
4.2.1. Medição em Novembro de 2006
As condições climáticas para essa medição apresentaram-se com dias quentes e
secos, cujas máximas e mínimas temperaturas e umidades relativas do ar podem
ser observadas na tabela 4.9.
Tabela 4.9: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a
medição em novembro de 2006
Local
EESC
Células-teste
TEMáx (°C)
33.68
34.43
TEMín (°C)
17.07
17.14
URMáx (%)
97.40
98.90
URMín (%)
29.13
30.50
Os gráficos da figura 4.23 mostram as curvas de temperaturas e umidades relativas
do ar, na estação climatológica da EESC e nas células-teste, durante esse período.
A figura 4.24 apresenta a variação da irradiância solar global registrada na estação
climatológica do CRHEA durante o período de 17 a 23 de novembro de 2006. Os
dados dos dias de 24 a 26 não foram fornecidos.
35
100
Células-teste
Umidade Relativa (%)
Temperatura (°C)
Células-teste
90
EESC
32
29
26
23
20
EESC
80
70
60
50
40
30
17
17
18
19
20
21
22
Dias
23
24
25
26
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
Dias
Figura 4.23: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a
medição em novembro de 2006
78
Irradiância Global (W/m²)
1000
800
600
400
200
0
17
18
19
20
21
22
23
Dias
Figura 4.24: Irradiância solar global registrada na estação climatológica do
CRHEA no período de 17 a 23 de novembro de 2006
4.2.1.1. Dados das células-teste: laje tradicional (LT) e cobertura verde (CV)
4.2.1.1.1. Temperaturas internas
Os dados de temperaturas internas registrados nas células-teste com laje tradicional
e cobertura verde são mostrados na figura 4.25.
Temperatura do Ar Interno (°C)
37
Laje Tradicional
Cobertura verde
33
29
25
21
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
Dias
Figura 4.25: Temperaturas do ar interno registradas durante a medição em
novembro de 2006
A tabela 4.10 resume os valores máximos e mínimos dessas temperaturas.
79
Tabela 4.10: Temperaturas máximas e mínimas do ar interno registradas
durante a medição em novembro de 2006, bem como a diferença entre elas
Dia
TIMax
LT
17
36.13
18
36.13
19
34.85
20
31.12
21
29.50
22
34.01
23
35.27
24
34.43
25
31.93
26
28.31
Médias 33.17
TIMin
LT
23.63
25.17
22.86
21.71
22.09
21.71
23.24
23.63
25.56
23.24
23.28
TIMax
CV
29.90
31.12
30.31
25.95
24.79
27.12
28.31
29.10
27.91
25.95
28.05
TIMin
CV
23.63
25.17
24.01
22.48
21.33
21.33
23.24
23.63
24.79
23.24
23.29
∆TILT
12.50
10.96
11.99
9.41
7.41
12.30
12.03
10.80
6.37
5.07
9.88
∆TICV
6.27
5.95
6.30
3.47
3.46
5.79
5.07
5.47
3.12
2.71
4.76
No período de calor, as diferenças entre as temperaturas do ar interno das células
foram significativas, apesar da edificação apresentar aberturas formadas por
elementos vazados, havendo assim uma grande influência do ar externo. A maior e
menor diferença entre as temperaturas internas dessas células foram de 6.96°C e
-1.15°C nos dias 23 e 19, respectivamente. Durante o período considerado, a
temperatura interna da célula com cobertura verde manteve-se inferior à da célula
com laje tradicional porque com a incidência do sol, a evapotranspiração do vegetal
retira calor da cobertura, resfriando a superfície do teto, além da camada de terra
aumentar a inércia térmica da laje e a vegetação protegê-la da radiação solar.
As figuras 4.26 e 4.27 representam o dia médio dessas mesmas temperaturas.
34
Temperatura (°C)
31
28
25
Ar Externo
22
Ar Interno - Laje Tradicional
Ar Interno - Cobertura Verde
19
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.26: Dia Médio: temperaturas do ar interno registradas durante a
medição em novembro de 2006
80
5
TILT-TICV (°C)
4
3
2
1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.27: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas do ar interno da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em novembro de
2006
4.2.1.1.2. Temperaturas superficiais internas
Temperatura Superficial Interna (°C)
Os dados de temperaturas superficiais internas registrados nas células-teste com
laje tradicional e cobertura verde são mostrados na figura 4.28.
48
Laje Tradicional
42
Cobertura Verde
36
30
24
18
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
Dias
Figura 4.28: Temperaturas superficiais internas registradas durante a medição
em novembro de 2006
81
Tabela 4.11: Temperaturas superficiais internas máximas e mínimas
registradas durante a medição em novembro de 2006, bem como a diferença
entre elas
TSIMax TSIMin TSIMax TSIMin
Dia
LT
LT
CV
CV
17
46.91
21.71
28.31
23.63
18
44.40
23.63
29.10
25.17
19
44.40
22.48
28.31
24.79
20
39.67
20.19
24.79
22.86
21
37.00
20.57
23.63
21.71
22
45.39
19.42
25.17
21.33
23
47.43
21.71
26.73
23.24
24
44.89
22.09
27.12
23.63
25
38.77
23.63
26.73
24.79
26
34.43
22.09
25.56
23.63
21.75
26.55
23.48
Médias 42.33
∆TSI
LT
25.20
20.77
21.92
19.48
16.43
25.97
25.72
22.80
15.14
12.34
20.58
∆TSI
CV
4.68
3.93
3.52
1.93
1.92
3.84
3.49
3.49
1.94
1.93
3.07
A laje tradicional apresentou as maiores variações diárias, sendo a temperatura
máxima de 47.43°C no dia 23, e a da cobertura verde de 29.10°C no dia 18. As
temperaturas mínimas foram de 19.42°C no dia 22 para a laje tradicional e de
21.33°C no dia 22 para a cobertura verde. Percebe-se que o melhor desempenho foi
da cobertura verde por causa do sistema que a forma, diminuindo o aquecimento
superficial da laje por radiação solar, e aumentando a inércia térmica, pois tal
sistema faz com que haja uma menor absortância de radiação em relação à laje
tradicional. As figuras 4.29 e 4.30 representam o dia médio.
Ar Externo
Superficial Interna - Laje tradicional
Superficial Interna - Cobertura Verde
42
Temperatura (°C)
38
34
30
26
22
18
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.29: Dia Médio: temperaturas superficiais internas registradas durante
a medição em novembro de 2006
82
16
TSILT-TSICV (°C)
12
8
4
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
-4
Hora Solar
Figura 4.30: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais internas
da laje tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em
novembro de 2006
4.2.1.1.3. Temperaturas superficiais externas
Os dados de temperaturas superficiais externas das células-teste com laje
tradicional e cobertura verde são mostrados na figura 4.31.
Temperatura Superficial Externa (°C)
68
62
56
50
44
38
Laje Tradicional
32
Cobertura Verde
26
20
14
17
18
19
20
21
22
23
Dias
Figura 4.31: Temperaturas superficiais externas estimadas durante a medição
em novembro de 2006
A tabela 4.12 resume os valores máximos e mínimos dessas temperaturas.
83
Tabela 4.12: Temperaturas superficiais externas máximas e mínimas estimadas
durante a medição em novembro de 2006, bem como a diferença entre elas
TSEMax TSEMin TSEMax TSEMin
Dia
LT
LT
CV
CV
∆TSELT ∆TSECV
17
63.40
19.30
30.20
16.60
44.10
13.60
18
65.60
19.70
30.90
16.80
45.90
14.10
19
66.50
18.70
32.70
17.70
47.80
15.00
20
59.00
18.20
29.80
17.00
40.80
12.80
21
61.80
17.80
32.70
16.90
44.00
15.80
22
63.50
17.10
30.60
14.30
46.40
16.30
23
64.60
19.30
30.20
15.20
45.30
15.00
18.59
31.01
16.36
44.90
14.66
Médias 63.49
A laje tradicional registrou a temperatura máxima de 66.50°C no dia 19 e a mínima
de 17.10°C no dia 22, enquanto as folhas da cobertura verde atingiram a máxima de
32.70°C nos dias 19 e 21 e a mínima de 14.30°C no dia 22. Isso ocorre por causa da
capacidade da vegetação de reduzir o ganho de calor por irradiância solar de ondas
curtas, fato justificado pelo sombreamento da laje, o qual reduz a absorção de calor,
e o efeito de refrigeração evaporativa.
As figuras 4.32 e 4.33 representam o dia médio dessas mesmas temperaturas.
Ar Externo
Superficial Externa - Laje Tradicional
Superficial Externa - Cobertura Verde
60
55
Temperatura (°C)
50
45
40
35
30
25
20
15
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.32: Dia Médio: temperaturas superficiais externas estimadas durante a
medição em novembro de 2006
84
30
TSELT-TSECV (°C)
26
22
18
14
10
6
2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.33: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais externas
da laje tradicional e cobertura verde estimadas durante a medição em
novembro de 2006
4.2.2. Medição em Março de 2007
As condições climáticas para essa medição apresentaram-se com dias quentes,
úmidos no início e secos no final, cujas máximas e mínimas temperaturas e
umidades relativas do ar podem ser observadas na tabela 4.13.
Tabela 4.13: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a
medição em março de 2007
Local
EESC
Células-teste
TEMáx (°C)
33.10
32.34
TEMín (°C)
13.65
12.93
URMáx (%)
96.80
93.80
URMín (%)
35.28
39.50
Os gráficos da figura 4.34 mostram as curvas de temperaturas e umidades relativas
do ar, na estação climatológica da EESC e nas células-teste, durante esse período.
A figura 4.35 apresenta a variação da irradiância solar global registrada na estação
climatológica do CRHEA durante o período de 16 a 29 de março de 2007.
85
33
97
Umidade Relativa (%)
Temperatura (°C)
90
26
19
Células-teste
EESC
83
76
69
62
55
48
Células-teste
41
12
EESC
34
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
16
17
18
19
20
21
Dias
22
23
24
25
26
27
28
29
Dias
Figura 4.34: Temperaturas e umidades relativas do ar externo durante a
medição em março de 2007
1400
Irradiância Global (W/m²)
1200
1000
800
600
400
200
0
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Dias
Figura 4.35: Irradiância solar global registrada na estação climatológica do
CRHEA no período de 16 a 29 de março de 2007
4.2.2.1. Dados das células-teste: laje tradicional (LT) e cobertura verde (CV)
4.2.2.1.1. Temperaturas internas
Os dados de temperaturas internas registrados nas células-teste com laje tradicional
e cobertura verde são mostrados na figura 4.36.
86
Temperatura do Ar Interno (°C)
35
32
29
26
23
Laje Tradicional
20
Cobertura Verde
17
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Dias
Figura 4.36: Temperaturas do ar interno registradas durante a medição em
março de 2007
A tabela 4.14 resume os valores máximos e mínimos dessas temperaturas.
Tabela 4.14: Temperaturas máximas e mínimas do ar interno registradas
durante a medição em março de 2007, bem como a diferença entre elas
Dia
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Médias
TIMax
LT
TIMin
LT
TIMax
CV
TIMin
CV
∆TILT
∆TICV
29.50
26.73
27.52
24.40
25.95
29.10
27.91
32.76
31.93
32.34
31.52
32.76
34.01
33.59
30.00
24.79
22.09
22.09
21.33
20.19
17.14
22.48
22.09
21.71
22.48
21.71
22.86
24.01
24.01
22.07
25.95
23.63
24.01
22.48
22.09
23.63
24.79
27.52
27.12
27.52
27.52
27.91
28.31
28.70
25.80
23.63
22.48
21.71
20.57
19.81
18.28
21.33
21.71
22.09
22.48
22.09
22.86
23.24
23.63
21.85
4.71
4.64
5.43
3.07
5.76
11.96
5.43
10.67
10.22
9.86
9.81
9.90
10.00
9.58
7.93
2.32
1.15
2.30
1.91
2.28
5.35
3.46
5.81
5.03
5.04
5.43
5.05
5.07
5.07
3.95
No período de calor, as diferenças entre as temperaturas do ar interno das células
foram significativas, apesar da edificação apresentar aberturas formadas por
87
elementos vazados, havendo assim uma grande influência do ar externo. A maior e
menor diferença entre as temperaturas internas das células-teste foram de
5.47°C e -1.14°C no dia 21. Percebe-se que durante o período considerado, a
temperatura interna da célula com cobertura verde manteve-se inferior à da célula
com laje tradicional por causa do sombreamento da superfície da laje, a absorção de
radiação solar pelo vegetal e a inércia da terra.
As figuras 4.37 e 4.38 representam o dia médio dessas mesmas temperaturas.
30
Temperatura (°C)
27
24
Ar Externo
Ar Interno - Laje Tradicional
21
Ar Interno - Cobertura Verde
18
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.37: Dia Médio: temperaturas do ar interno registradas durante a
medição em março de 2007
5
TILT-TICV (°C)
4
3
2
1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.38: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas do ar interno da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em março de 2007
88
4.2.2.1.2. Temperaturas superficiais internas
Os dados de temperaturas superficiais internas registrados nas células-teste com
laje tradicional e cobertura verde são mostrados na figura 4.39.
Temperatura Superficial Interna (°C)
49
Laje Tradicional
44
Cobertura Verde
39
34
29
24
19
14
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Dias
Figura 4.39: Temperaturas superficiais internas registradas durante a medição
em março de 2007
Tabela 4.15: Temperaturas superficiais internas máximas e mínimas
registradas durante a medição em março de 2007, bem como a diferença entre
elas
Dia
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Médias
TSIMax TSIMin TSIMax TSIMin
LT
LT
CV
CV
37.88
31.93
34.01
29.10
33.17
41.52
35.70
45.89
45.89
47.43
45.39
45.39
47.43
45.39
40.44
23.24
20.57
20.95
20.57
19.04
15.23
22.09
20.95
20.19
21.33
20.19
21.33
22.48
21.71
20.71
24.79
24.40
23.24
22.86
20.57
20.95
22.09
24.01
23.63
24.01
24.01
24.79
24.79
25.17
23.52
24.01
22.86
22.09
20.57
19.81
18.28
20.95
21.71
22.48
22.48
22.48
22.86
23.24
23.63
21.96
∆TSI
LT
∆TSI
CV
14.64
11.36
13.06
8.53
14.13
26.29
13.61
24.94
25.70
26.10
25.20
24.06
24.95
23.68
19.73
0.78
1.54
1.15
2.29
0.76
2.67
1.14
2.30
1.15
1.53
1.53
1.93
1.55
1.54
1.56
89
A laje tradicional apresentou as maiores variações diárias, sendo a temperatura
máxima de 47.43°C nos dias 25 e 28, e a da cobertura verde de 25.17°C no dia 29.
As temperaturas mínimas foram de 15.23°C no dia 21 para a laje tradicional e de
18.28°C no dia 21 para a cobertura verde. Percebe-se que houve a diminuição do
aquecimento superficial da laje com cobertura verde por radiação, provocada pelo
sistema que a forma (camada de solo acrescida de vegetação), o qual provoca o
aumento da inércia térmica da laje.
As figuras 4.40 e 4.41 representam o dia médio.
Ar Externo
Superficial Interna - Laje Tradicional
Superficial Interna - Cobertura Verde
42
Temperatura (°C)
38
34
30
26
22
18
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.40: Dia Médio: temperaturas superficiais internas registradas durante
a medição em março de 2007
18
TSILT-TSICV (°C)
14
10
6
2
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.41: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais internas
da laje tradicional e cobertura verde registradas durante a medição em março
de 2007
90
4.2.2.1.3. Temperaturas superficiais externas
Temperatura Superficial Externa (°C)
Os dados de temperaturas superficiais externas das células-teste com laje
tradicional e cobertura verde foram estimados e são mostrados na figura 4.42.
64
58
52
46
40
Laje Tradicional
34
Cobertura Verde
28
22
16
10
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
Dias
Figura 4.42: Temperaturas superficiais externas estimadas durante a medição
em março de 2007
A tabela 4.16 resume os valores máximos e mínimos dessas temperaturas.
Tabela 4.16: Temperaturas superficiais externas máximas e mínimas estimadas
durante a medição em março de 2007, bem como a diferença entre elas
Dia
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
Médias
TSEMax TSEMin TSEMax TSEMin
LT
LT
CV
CV
∆TSELT ∆TSECV
58.10
54.30
56.70
49.90
55.90
57.40
56.50
61.70
61.30
61.30
59.40
60.60
61.00
54.70
57.77
19.70
19.30
20.10
18.20
15.90
13.30
20.10
20.10
19.70
19.70
19.30
19.30
19.70
19.30
18.84
28.70
29.20
27.60
25.90
25.40
27.30
29.70
29.90
30.10
29.90
30.00
29.40
30.50
29.00
28.76
18.20
18.00
18.60
16.90
13.70
11.20
17.60
17.50
18.00
17.50
16.80
17.40
18.00
16.40
16.84
38.40
35.00
36.60
31.70
40.00
44.10
36.40
41.60
41.60
41.60
40.10
41.30
41.30
35.40
38.94
10.50
11.20
9.00
9.00
11.70
16.10
12.10
12.40
12.10
12.40
13.20
12.00
12.50
12.60
11.91
91
A laje tradicional registrou a temperatura máxima de 61.70°C no dia 23 e a mínima
de 13.30°C no dia 21, enquanto as folhas da cobertura verde atingiram a máxima de
30.50°C no dia 28 e a mínima de 11.20°C no dia 21. Isso ocorre por conseqüência
do efeito de refrigeração evaporativa, pela redução do ganho de irradiância solar de
ondas curtas durante o dia e diminuição da perda de radiação de ondas longas
durante a noite.
As figuras 4.43 e 4.44 representam o dia médio dessas mesmas temperaturas.
Ar Externo
Superficial Externa - Laje Tradicional
Superficial Externa - Cobertura Verde
57
52
Temperatura (°C)
47
42
37
32
27
22
17
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.43: Dia Médio: temperaturas superficiais externas estimadas durante a
medição em março de 2007
30
TSELT-TSECV (°C)
25
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Figura 4.44: Dia Médio: diferenças entre as temperaturas superficiais externas
da laje tradicional e cobertura verde estimadas durante a medição em março
de 2007
92
4.3. Comparação com a grama Esmeralda
Para comparar o comportamento térmico entre as duas gramas foram utilizados os
dados dos dias médios da pesquisa anterior (MORAIS, 2004), para a grama
Esmeralda, e a média dos dias médios para grama Braquiária, pelo fato desta
possuir duas medições para cada situação de frio e calor, enquanto Morais (2004)
realizou uma medição para cada situação.
Os gráficos das temperaturas superficiais externas não foram considerados por falta
de dados suficientes no caso da grama Esmeralda.
4.3.1. Medições realizadas no período de frio
As figuras 4.45 a 4.50 representam as comparações das medições realizadas neste
período para as duas gramas.
Observa-se que a temperatura do ar interno do ambiente com grama Braquiária
apresentou uma variação entre as máximas de 1.21°C e com a grama Esmeralda de
0.72°C, em relação ao ambiente com a laje tradicional. Entretanto, a temperatura do
ar externo teve uma variação de 10.94°C na época da medida com a grama
Braquiária e de 7.83°C com a grama Esmeralda, fato este que pode ter provocado
essa diferença.
27
27
24
24
Temperatura (°C)
Temperatura (°C)
Nota-se que a temperatura superficial interna variou 2.67°C entre as máximas com a
grama Braquiária e 2.44°C com a grama Esmeralda, em relação à laje tradicional.
Neste caso, percebe-se que houve uma semelhança entre o comportamento térmico
das duas gramas.
21
18
15
21
18
15
Ar Externo
Ar Interno - Laje Tradicional
Ar Interno - Cobertura Verde
Ar Externo
Ar Interno - Laje Tradicional
Ar Interno - Cobertura Verde
12
12
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Temperatura do Ar Interno: média entre os
períodos de 14 a 23/06/2006 e de 25/07 a
07/08/2006
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Temperatura do Ar Interno no período de 05 a
12/06/2003
Fonte: MORAIS, 2004
Figura 4.45: Dia Médio: comparação entre as temperaturas do ar interno da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição no período de frio
com a grama Braquiária (esquerda) e a grama Esmeralda (direita)
93
27
27
24
Temperatura (°C)
Temperatura (°C)
24
21
18
15
21
18
Ar Externo
Superficial Interna - Laje Tradicional
Superficial Interna - Cobertura Verde
15
Ar Externo
Superficial Interna - Laje Tradicional
Superficial Interna - Cobertura Verde
12
12
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0
22
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Hora Solar
Temperatura Superficial Interna: média entre os
períodos de 14 a 23/06/2006 e de 25/07 a
07/08/2006
Temperatura Superficial Interna no período de
05 a 12/06/2003
Fonte: MORAIS, 2004
Figura 4.46: Dia Médio: comparação entre as temperaturas superficiais
internas da laje tradicional e cobertura verde registradas durante a medição no
período de frio com a grama Braquiária (esquerda) e a grama Esmeralda
(direita)
Observa-se que a grama Braquiária oferece melhor comportamento térmico que a
grama Esmeralda, pois os valores das diferenças entre as temperaturas do ar
externo e do ar interno da cobertura verde com esta grama são maiores quando
comparados com a grama Esmeralda. Entretanto, no período de frio, a temperatura
interna deve ser maior que a externa,e neste caso é a grama Esmeralda que atende
a esta solicitação.
2.0
1.5
Esmeralda
TE-TICV (°C)
1.0
Braquiária
0.5
0.0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
Hora Solar
Figura 4.47: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas do
ar externo e do ar interno da edificação com cobertura verde registradas
durante a medição no período de frio com a grama Braquiária e a grama
Esmeralda
94
Comparando-se as diferenças entre as temperaturas do ar externo e das superficiais
internas da cobertura verde das duas gramas, percebe-se que o comportamento
térmico da grama Braquiária é melhor das 0 às 11 horas e depois das 20 horas, e
nos outros horários da grama Esmeralda, mas observando a condição para o
período de frio citada anteriormente.
4.5
3.5
Esmeralda
Braquiária
TE-TSICV (°C)
2.5
1.5
0.5
-0.5 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
-1.5
-2.5
Hora Solar
Figura 4.48: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas do
ar externo e das superficiais internas da edificação com cobertura verde
registradas durante a medição no período de frio com a grama Braquiária e a
grama Esmeralda
Nota-se que a grama Braquiária comporta-se termicamente melhor que a grama
Esmeralda, das 0 as 7:45 horas e depois das 20 horas quando tem seus valores das
diferenças entre as temperaturas do ar interno da laje tradicional e da cobertura
verde comparados com os da grama Esmeralda. Entretanto, para o clima frio a
grama Esmeralda oferece melhor comportamento nesses horários.
Esmeralda
1.5
Braquiária
1.0
TILT-TICV (°C)
0.5
0.0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
Hora Solar
Figura 4.49: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas do
ar interno das edificações com laje tradicional e cobertura verde registradas
durante a medição no período de frio com a grama Braquiária e a grama
Esmeralda
95
Comparando-se as diferenças entre as temperaturas superficiais internas da laje
tradicional e da cobertura verde para as duas gramas, observa-se que a grama
Braquiária oferece melhor comportamento térmico que a grama Esmeralda das 0 às
12 horas e após as 21:45 horas, mas para o período de frio é a grama Esmeralda
que protege mais nesses mesmos horários.
2.5
2.0
Esmeralda
TSILT-TSICV (°C)
1.5
Braquiária
1.0
0.5
0.0
-0.5
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
-1.0
-1.5
-2.0
-2.5
Hora Solar
Figura 4.50: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas
superficiais internas das edificações com laje tradicional e cobertura verde
registradas durante a medição no período de frio com a grama Braquiária e a
grama Esmeralda
4.3.2. Medições realizadas no período de calor
As figuras 4.51 a 4.56 representam as comparações das medições realizadas neste
período para as duas gramas.
A temperatura do ar interno do ambiente com a grama Braquiária apresentou uma
variação entre as máximas de 4.59°C e com a grama Esmeralda de 3.84°C, em
relação ao ambiente com a laje tradicional. Essas variações da temperatura do ar
interno do ambiente com laje tradicional podem ser explicadas por uma possível
redução na velocidade do vento e no índice pluviométrico das épocas.
Observa-se que a temperatura superficial interna do ambiente com grama Braquiária
apresentou uma variação entre as máximas de 16.14°C e com a grama Esmeralda
de 19.30°C, em relação ao ambiente com a laje tradicional. Neste caso, percebe-se
também, que houve uma semelhança entre o comportamento térmico das duas
gramas.
38
38
35
35
32
32
Temperatura (°C)
Temperatura (°C)
96
29
26
23
Ar Externo
Ar Interno - Laje Tradicional
Ar Interno - Cobertura Verde
20
Ar Externo
Ar Interno - Laje Tradicional
Ar Interno - Cobertura Verde
29
26
23
20
17
17
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
0
2
4
6
8
Hora Solar
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Temperatura do Ar Interno: média entre os
períodos de 17 a 26/11/2006 e de 16 a
29/03/2007
Temperatura do Ar Interno no período de 15 a
22/10/2003
Fonte: MORAIS, 2004
Figura 4.51: Dia Médio: comparação entre as temperaturas do ar interno da laje
tradicional e cobertura verde registradas durante a medição no período de
calor com a grama Braquiária (esquerda) e a grama Esmeralda (direita)
Ar Externo
Superficial Interna - Laje Tradicional
Superficial Interna - Cobertura Verde
45
45
40
Temperatura (°C)
40
Temperatura (°C)
Ar Externo
Superficial Interna - Laje Tradicional
Superficial Interna - Cobertura Verde
35
30
25
35
30
25
20
20
15
15
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Temperatura Superficial Interna: média entre os
períodos de 17 a 26/11/2006 e de 16 a
29/03/2007
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Hora Solar
Temperatura Superficial Interna no período de
15 a 22/10/2003
Fonte: MORAIS, 2004
Figura 4.52: Dia Médio: comparação entre as temperaturas superficiais
internas da laje tradicional e cobertura verde registradas durante a medição no
período de calor com a grama Braquiária (esquerda) e a grama Esmeralda
(direita)
Observa-se pelos valores das diferenças entre as temperaturas do ar externo e do ar
interno da cobertura verde com as gramas Esmeralda e Braquiária que ambas têm
bom comportamento térmico em horários diferentes. Entretanto, para o horário de
maior insolação, das 8:30 às 17 horas é a grama Braquiária que protege melhor.
Comparando-se as diferenças entre as temperaturas externas e as superficiais
internas da cobertura verde para as duas gramas, é notado que a grama Braquiária
possui um melhor comportamento térmico que a grama Esmeralda na maior parte do
dia.
97
4.0
3.0
Esmeralda
TE-TICV (°C)
2.0
Braquiária
1.0
0.0
-1.0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
-2.0
-3.0
-4.0
Hora Solar
Figura 4.53: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas do
ar externo e do ar interno da edificação com cobertura verde registradas
durante a medição no período de calor com a grama Braquiária e a grama
Esmeralda
5.5
Esmeralda
Braquiária
TE-TSICV (°C)
3.5
1.5
-0.5
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
-2.5
-4.5
-6.5
Hora Solar
Figura 4.54: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas do
ar externo e das superficiais internas da edificação com cobertura verde
registradas durante a medição no período de calor com a grama Braquiária e a
grama Esmeralda
Nota-se que a grama Braquiária comporta-se termicamente melhor que a grama
Esmeralda quando os valores das diferenças entre as temperaturas do ar interno da
laje tradicional e da cobertura verde das duas gramas são comparados entre si;
salvo em alguns horários que são iguais.
98
Comparando-se as diferenças entre as temperaturas superficiais internas da laje
tradicional e da cobertura verde para as duas gramas, observa-se que a grama
Braquiária possui um melhor comportamento térmico que a grama Esmeralda das 0
às 14 horas.
5.0
TILT-TICV (°C)
4.0
3.0
Esmeralda
2.0
Braquiária
1.0
0.0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
-1.0
Hora Solar
Figura 4.55: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas do
ar interno das edificações com laje tradicional e cobertura verde registradas
durante a medição no período de calor com a grama Braquiária e a grama
Esmeralda
20.5
TSILT-TSICV (°C)
15.5
10.5
5.5
Esmeralda
Braquiária
0.5
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
-4.5
Hora Solar
Figura 4.56: Dia Médio: comparação entre as diferenças das temperaturas
superficiais internas das edificações com laje tradicional e cobertura verde
registradas durante a medição no período de calor com a grama Braquiária e a
grama Esmeralda
99
4.3.3. Amortecimento térmico
As tabelas 4.17 e 4.18 fornecem os valores do amortecimento térmico, calculado
conforme o item 2.7.1 e transformado em %, para os diferentes períodos de
monitoramento das gramas Braquiária e Esmeralda (MORAIS, 2004).
Tabela 4.17: Amortecimento térmico (em %) da laje tradicional e cobertura
verde durante a medição no período de frio com a grama Braquiária e a grama
Esmeralda
Média de 14 a 23/06
e de 25/07 a 07/08/2006
grama Braquiária
De 05 a 12/06/2003
grama Esmeralda
Medições no período de frio
LT
CV
LT
CV
Ar: ∆TI / ∆TE
59
45
77
70
Superficiais: ∆TSI / ∆TSE
26
22
21
11
Superficiais (TE): ∆TSI / ∆TE
68
24
81
23
Para as temperaturas do ar interno percebe-se claramente que a grama Braquiária
ofereceu maior amortecimento que a grama Esmeralda com diferença de 25% entre
as duas coberturas verdes. Contudo, para as superficiais ocorreu o inverso para a
cobertura verde com a grama Esmeralda que chegou a amortecer 11% a mais que a
grama Braquiária, em relação às superficiais externas, e 1% considerando as
temperaturas do ar externo.
Tabela 4.18: Amortecimento térmico (em %) da laje tradicional e cobertura
verde durante a medição no período de calor com a grama Braquiária e a
grama Esmeralda
Média de 17 a 26/11/2006
e de 16 a 29/03/2007
grama Braquiária
De 15 a 22/10/2003
grama Esmeralda
Medições no período de calor
LT
CV
LT
CV
Ar: ∆TI / ∆TE
81
38
108
71
Superficiais: ∆TSI / ∆TSE
50
15
62
10
Superficiais (TE): ∆TSI / ∆TE
195
18
231
19
Neste caso ocorreu o inverso para as temperaturas do ar interno, pois a grama
Braquiária ofereceu menor amortecimento que a grama Esmeralda com diferença de
33% entre as duas coberturas verdes, e para as superficiais a cobertura verde com a
100
grama Esmeralda amorteceu 5% a mais que a grama Braquiária, em relação às
superficiais externas, e 4% a menos considerando as temperaturas do ar externo.
4.3.4. Diferença de temperatura entre médias
As tabelas 4.19 e 4.20 fornecem os valores da diferença de temperatura entre
médias (em °C), calculada conforme o item 2.7.3, para os diferentes períodos de
monitoramento das gramas Braquiária e Esmeralda (MORAIS, 2004).
Tabela 4.19: Diferença de temperatura entre médias (em °C) da laje tradicional
e cobertura verde durante a medição no período de frio com a grama
Braquiária e a grama Esmeralda
Média de 14 a 23/06
e de 25/07 a 07/08/2006
grama Braquiária
De 05 a 12/06/2003
grama Esmeralda
Medições no período de frio
LT
CV
LT
CV
Ar: TEmed - TImed
-0.02
0.58
-1.13
-0.67
Superficiais: TSEmed - TSImed
5.40
-1.75
11.96
1.86
Superficiais (TE): TEmed - TSImed
1.28
1.39
0.25
-0.05
Observa-se que as temperaturas do ar interno no ambiente com a grama Braquiária
apresentaram valores menores que as do ar externo, ao contrário do ambiente com
a grama Esmeralda, e para as temperaturas superficiais internas ocorre o inverso,
pois são maiores para a grama Braquiária, em relação às superficiais externas, e
menores em relação às do ar externo. Todavia, considerando que em períodos de
frio o ar interno deve ser maior que o externo, a grama Esmeralda ofereceu melhor
comportamento, e as duas gramas comportaram-se melhor nas superficiais internas.
Tabela 4.20: Diferença de temperatura entre médias (em °C) da laje tradicional
e cobertura verde durante a medição no período de calor com a grama
Braquiária e a grama Esmeralda
Média de 17 a 26/11/2006
e de 16 a 29/03/2007
grama Braquiária
De 15 a 22/10/2003
grama Esmeralda
Medições no período de calor
LT
CV
LT
CV
Ar: TEmed - TImed
-2.98
-0.82
-2.54
-0.74
Superficiais: TSEmed - TSImed
2.64
-2.04
6.52
-2.27
Superficiais (TE): TEmed - TSImed
-5.80
-0.14
-7.77
-1.26
101
Nestas medições, as temperaturas do ar interno e superficiais internas nos dois
ambientes com diferentes gramas foram maiores que as do ar externo e superficiais
externas. Entretanto, considerando que em períodos de calor o ar interno deve ser
menor que o externo, a grama Esmeralda ofereceu melhor comportamento, e a
Braquiária comportou-se melhor nas superficiais internas.
4.3.5. Atraso térmico
As tabelas 4.21 e 4.22 fornecem os valores do atraso térmico (em h), calculado
conforme o item 2.7.2, para os diferentes períodos de monitoramento das gramas
Braquiária e Esmeralda (MORAIS, 2004).
Tabela 4.21: Atraso térmico (em h) da laje tradicional e cobertura verde durante
a medição no período de frio com a grama Braquiária e a grama Esmeralda
Medições no período de frio
Média de 14 a 23/06
De 05 a 12/06/2003
e de 25/07 a 07/08/2006
grama Esmeralda
grama Braquiária
LT
CV
LT
CV
2.25
2.00
2.50
2.50
Tabela 4.22: Atraso térmico (em h) da laje tradicional e cobertura verde durante
a medição no período de calor com a grama Braquiária e a grama Esmeralda
Medições no período de calor Média de 17 a 26/11/2006 De 15 a 22/10/2003
e de 16 a 29/03/2007
grama Esmeralda
grama Braquiária
LT
CV
LT
CV
1.25
3.50
2.00
6.50
Percebe-se que a grama Esmeralda está com meia hora a mais de atraso em
relação à Braquiária no período de frio e três horas no período de calor. Isso não
significa que a grama Esmeralda tem um melhor desempenho térmico em relação à
Braquiária, pois não foram considerados diversos fatores como a umidade da terra,
por chuva ou irrigação, velocidade do vento, e também por tratar-se de média entre
valores no caso da grama Braquiária.
4.3.6. Razão entre amplitudes e diferença entre médias
As tabelas 4.23 e 4.24 fornecem os valores da razão entre a amplitude das
temperaturas da cobertura verde e da laje tradicional e, também da diferença entre a
102
média das temperaturas da laje tradicional e da cobertura verde para os diferentes
períodos de monitoramento das gramas Braquiária e Esmeralda (MORAIS, 2004).
Tabela 4.23: Razão entre a amplitude e Diferença entre a média das
temperaturas da laje tradicional e cobertura verde durante a medição no
período de frio com a grama Braquiária e a grama Esmeralda
Média de 14 a 23/06
De 05 a 12/06/2003
e de 25/07 a 07/08/2006
grama Esmeralda
grama Braquiária
Medições no período de frio
TI
TSI
TSE
TI
TSI
TSE
∆TCV / ∆TLT
0.77
0.36
0.44
0.90
0.28
0.54
Tmed_LT – Tmed_CV
0.59
0.11
7.25
0.46
-0.30
9.80
Tabela 4.24: Razão entre a amplitude e Diferença entre a média das
temperaturas da laje tradicional e cobertura verde durante a medição no
período de calor com a grama Braquiária e a grama Esmeralda
Média de 17 a 26/11/2006
De 15 a 22/10/2003
e de 16 a 29/03/2007
grama Esmeralda
grama Braquiária
Medições no período de calor
TI
TSI
TSE
∆TCV / ∆TLT
0.47
0.10
Tmed_LT – Tmed_CV
2.16
5.67
TI
TSI
TSE
0.31
0.66 0.08
0.50
10.34
1.80 6.51 15.30
Considerando que em períodos de frio é desejável que a temperatura do ar interno
seja maior que a do externo, a grama Esmeralda ofereceu melhor comportamento,
pois tanto a variação como a média dos valores das temperaturas da cobertura
verde foram maiores para o ar interno e a superficial interna. Ao contrário, nos
períodos de calor deseja-se que a temperatura interna seja menor que a externa e,
pelos valores da tabela 4.24 é notado o melhor comportamento da grama Esmeralda
em relação à razão entre as amplitudes, e da Braquiária em relação à diferença
entre a média das temperaturas.
5. CONCLUSÕES
Apresentam-se a seguir as conclusões das medições dos períodos de frio e calor,
obtidas a partir das análises dos resultados relatados no capítulo anterior, bem como
da comparação entre as gramas Braquiária e Esmeralda.
5.1. Medições realizadas no período de frio
Não foram constatadas grandes diferenças entre as temperaturas do ar interno das
duas células, devido às paredes formadas por elementos vazados que impedem
uma análise mais consistente sobre a temperatura interna. Entretanto, nos dias 16,
17, 18 e 23 de junho, 31 de julho, 01, 02 e 03 de agosto observou-se até 2.29°C de
variação entre as máximas. Isso pode ser explicado pela passagem de uma frente
fria nesse período, a qual provocou uma queda na temperatura do ar externo.
Considerando as médias das amplitudes das temperaturas superficiais internas
(∆TSI), notou-se que a cobertura verde induziu a uma redução na ∆TSI de
aproximadamente 63% no mês de junho e 61% no mês de julho, mostrando que
houve uma grande redução na transmissão de calor, pelo fato de sombrear a laje e
diminuir a absorção da radiação solar.
Quanto às médias das amplitudes das temperaturas superficiais externas (∆TSEestimadas), verificou-se que houve uma redução de quase 56% na ∆TSE da
cobertura verde nos meses de junho e julho devido ao processo de
evapotranspiração da vegetação.
5.2. Medições realizadas no período de calor
Nesta medição, as diferenças entre as temperaturas do ar interno das células com
laje tradicional e cobertura verde chegam a 6.96°C em novembro e 5.47°C em
março, mostrando que a vegetação sobre a laje contribuiu notavelmente para a
redução destas temperaturas.
As temperaturas superficiais internas da laje tradicional apresentaram maiores
oscilações diárias, com temperatura máxima de 47.43°C em novembro e março,
enquanto que a da cobertura verde foi de 29.10°C em novembro e 25.17°C em
março. As reduções nas ∆TSI de aproximadamente 85% em novembro e 92% em
março evidenciaram o melhor desempenho da cobertura verde.
Percebe-se que a temperatura superficial externa da cobertura verde sofreu
variações térmicas muito menores quando comparada com a temperatura superficial
externa da laje tradicional, sendo a maior diferença entre elas de 33.80 °C no mês
de novembro e 31.80°C em março. Houve uma diminuição de quase 67% na ∆TSE
104
da cobertura verde em novembro e 69% em março. Isso ocorre por causa da
capacidade da vegetação de reduzir o ganho de calor por irradiância solar de ondas
curtas, fato justificado pelo sombreamento da laje, o qual reduz a absorção de calor,
e pela presença do efeito de refrigeração evaporativa.
5.3. Comparação entre as gramas Braquiária e Esmeralda
Comparando-se os resultados dos monitoramentos realizados com as duas gramas
nos períodos de frio e de calor, percebe-se que, embora a grama Braquiária seja
mais densa e, portanto, ofereça maior proteção para a laje de concreto, em alguns
casos foi detectado um melhor comportamento da grama Esmeralda, como no
amortecimento e atraso térmico. Isso não significa que o comportamento térmico das
coberturas com grama Esmeralda e Braquiária são iguais, pois é necessário
considerar o período de irrigação das duas gramas (a umidade da terra tem uma
forte influência no processo de troca de calor), a velocidade do vento, e também por
tratar-se de média entre valores no caso da grama Braquiária.
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WWW.UFSCAR.BR/MAPA
WWW.FAO.ORG
ANEXO A
Tabela A.1: Exemplo de arquivo de dados do programa Jardim 1.1
Fonte: RORIZ, 2003
Latitude
-22.00
Altitude
800
Mês
3
Dia
16
Hven
2.00
Hora RadET RadGlb RadLon RadLiq EnEVP TxEVP
(solar) (W/m²) (W/m²)
(W/m²) (W/m²) (W/m²) (mm/h)
0
0
0
51
-51
15
0.023
1
0
0
51
-51
15
0.023
2
0
0
51
-51
13
0.019
3
0
0
52
-52
12
0.018
4
0
0
53
-53
11
0.016
5
0
0
51
-51
-3
-0.005
6
24
20
51
-45
-6
-0.009
7
217
184
49
86
73
0.108
8
464
380
50
248
201
0.295
9
687
584
50
420
354
0.523
10
857
750
53
559
496
0.733
11
971
550
52
401
418
0.617
12
1014
720
52
542
526
0.777
13
971
825
56
623
664
0.982
14
857
728
53
542
553
0.817
15
687
350
51
231
259
0.382
16
464
350
51
223
232
0.341
17
217
184
51
84
138
0.204
18
24
20
49
-43
47
0.069
19
0
0
50
-50
41
0.060
20
0
0
54
-54
35
0.051
21
0
0
53
-53
24
0.036
22
0
0
56
-56
17
0.025
23
0
0
54
-54
4
0.006
Hven: Altura média do vento
Hveg: Altura média da vegetação
RadET: Radiação Extraterrestre
RadGlb: Radiação Global
RadLon: Radiação em ondas longas
RadLiq: Radiação Líquida
EnEVP: Energia de Evaporação
Hveg
1.00
Albedo
Var.
UmiRel Vento TBS TSA TsV
(%)
(m/s) (°C) (°C) (°C)
86.0
0.0
22.1 22.0 20.1
86.0
0.0
22.1 22.0 20.1
87.0
0.0
22.1 22.0 20.2
87.0
0.1
21.7 21.6 19.9
87.0
0.0
21.3 21.2 19.5
92.0
0.0
21.0 20.9 19.6
94.0
0.0
20.6 21.2 19.4
92.0
0.0
21.7 28.1 22.1
83.0
0.4
23.2 36.6 24.5
73.0
0.2
26.0 46.5 27.8
66.0
1.1
27.1 53.5 28.2
66.0
1.2
27.5 46.8 27.2
64.0
1.5
27.9 53.2 28.1
57.0
1.9
29.1 58.1 28.7
66.0
2.9
27.1 52.7 27.1
73.0
1.0
25.6 37.8 25.0
73.0
0.1
25.6 37.8 25.3
75.0
0.1
25.2 31.6 23.6
79.0
0.0
24.8 25.4 22.2
81.0
0.4
24.0 23.9 21.6
80.0
0.2
22.5 22.4 19.9
84.0
0.4
22.1 22.0 20.0
88.0
0.8
19.8 19.7 18.2
90.0
0.5
20.2 20.1 18.7
TxEVP: Taxa de Evaporação
UmiRel: Umidade Relativa do ar
Vento: Velocidade do vento
TBS: Temperatura do ar
TAS: Temperatura sol-ar
TsV: Temperatura superficial da
Vegetação
ANEXO B
Tabela B.1: Exemplo de arquivo de dados do programa Psicron 1.0
Fonte: RORIZ, 2003
TBS (°C)
22.09
22.09
22.09
21.71
21.33
20.95
20.57
21.71
23.24
25.95
27.12
27.52
27.91
29.10
27.12
25.56
25.56
25.17
24.79
24.01
22.48
22.09
19.81
20.19
TBU (°C)
20.32
20.32
20.49
20.12
19.76
19.98
19.85
20.73
21.11
22.30
22.22
22.51
22.68
22.49
22.15
21.87
21.87
21.77
22.04
21.56
20.01
20.17
18.48
19.03
REL (%)
85.50
85.50
86.90
86.90
86.90
91.80
93.80
91.80
83.10
73.40
65.90
65.50
64.40
57.10
65.50
72.90
72.90
74.70
79.10
81.00
80.20
84.30
88.40
90.00
TBS: Temperatura do ar
TBU: Temperatura de Bulbo Úmido
REL: Umidade relativa do ar
ABS: Umidade absoluta
TAX: Taxa de umidade
PVA: Pressão de vapor
ABS (g/m³)
16.74
16.74
17.02
16.65
16.29
16.83
16.82
17.59
17.38
17.88
17.12
17.40
17.48
16.53
17.02
17.37
17.37
17.42
18.06
17.70
16.06
16.51
15.16
15.79
TAX (g/kg)
14.33
14.33
14.57
14.23
13.89
14.35
14.32
15.05
14.94
15.53
14.92
15.19
15.28
14.49
14.83
15.06
15.06
15.08
15.63
15.27
13.75
14.12
12.85
13.40
PVA (kPa)
2.274
2.274
2.311
2.258
2.206
2.277
2.272
2.385
2.370
2.461
2.367
2.409
2.423
2.302
2.353
2.389
2.389
2.392
2.476
2.419
2.184
2.242
2.043
2.130
Us
0.0760372
0.0760372
0.0760372
0.0760372
0.0760372
0.0760372
0.0760372
0.0760372
0.0760372
0.0760372
0.0760372
0.0760372
0.0760372
Rg
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
22
110
283
403
Is
0.03075201
0.03075201
0.03075201
0.03075201
0.03075201
0.03075201
0.03075201
0.03075201
0.03075201
0.03075201
0.03075201
0.03075201
0.03075201
Ul
Camadas de transição
Fluxo de calor na interface solo-suporte(1)
5.68E-08
5.68E-08
5.68E-08
5.68E-08
5.68E-08
5.68E-08
5.68E-08
5.68E-08
5.68E-08
5.68E-08
5.68E-08
5.68E-08
5.68E-08
σ
276.36
276.19
276.10
276.04
275.96
275.96
275.96
275.96
276.20
276.84
277.06
277.37
277.61
Tsky(K)
286.20
285.40
285.00
284.70
284.60
284.50
284.60
284.70
285.70
288.90
290.70
293.70
295.30
Tp(K)
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
Tg(K)
-21.74
-25.88
-27.93
-29.47
-29.99
-30.50
-29.99
-29.48
-24.34
-6.19
8.84
35.89
52.23
FT(1)
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
hg
287.4
286.6
286.2
285.9
285.5
285.5
285.5
285.5
286.6
289.7
290.8
292.3
293.5
Ta (K)
1.76E-11
1.76E-11
1.76E-11
1.76E-11
1.76E-11
1.76E-11
1.76E-11
1.76E-11
1.76E-11
1.76E-11
1.76E-11
1.76E-11
1.77E-11
hg~
1.332
1.252
1.205
1.180
1.160
1.148
1.169
1.183
1.510
1.592
1.622
1.731
1.733
eg
1.528
1.444
1.395
1.370
1.349
1.336
1.359
1.373
1.558
1.558
1.558
1.558
1.558
ea
Fluxo de calor na interface solo-vegetação(2)
-26.7743
-32.5118
-35.3677
-37.5036
-38.8235
-39.3311
-38.8233
-38.3152
-30.9769
-6.63444
10.59778
40.64626
59.38034
FT(2)
hg - coeficiente de convecção do transporte de calor (ar entre as folhas e a base) (W/(m²*K)) (2)
Ta - temperatura do ar acima das folhas (K) (**) (<Tex)
hg~ - coeficiente de convecção do transporte de vapor (ar entre as folhas e a base) (K/(m²*s*Pa)) (2)
eg - pressão de vapor da superfície do solo (Pa) (**)
ea - pressão de vapor entre as folhas (Pa)
ha∞~ - coeficiente de convecção do transporte de vapor (ar entre as folhas e ar externo) (K/(m²*s*Pa)) (2)
ha∞ - coeficiente de convecção do transporte de calor (ar entre as folhas e ar externo) (W/(m²*K)) (2)
Desempenho térmico de coberturas verdes
Rg - refletância da superfície do solo (base) (ρg 2)
Us - transmitância de onda curta (W/(m²K)) (Ts 2)
Is - irradiância de onda curta na superfície da folhagem (W/m²) ( φs 7)
Ul - transmitância de onda longa (W/(m²K)) (Tl 2)
σ - constante de Stefan-Boltzman (W/(m²*K^4)) (1)
Tsky - temperatura do céu (K) (4)
Tp - temperatura da superfície da folha (K) (7)
Tg - temperatura superficial do solo (base) (K) (**)
Por Elena Palomo Del Barrio
ANEXO C
3.09E-05
3.09E-05
3.09E-05
3.09E-05
3.09E-05
3.09E-05
3.09E-05
3.09E-05
3.08E-05
3.09E-05
3.09E-05
3.1E-05
3.1E-05
ha∞~
1807752
1809688
1810656
1811382
1812350
1812350
1812350
1812350
1809688
1802186
1799524
1795894
1792990
Λ
γ
62863.43
62827.12
62805.76
62794.37
62785.11
62779.42
62789.38
62795.79
62927.59
63043.05
63123.03
63167.98
63168.69
Camada de vegetação
Fluxo de vapor(3)
3511200
3511200
3511200
3511200
3511200
3511200
3511200
3511200
3511200
3511200
3511200
3511200
3511200
ha∞
1351
1317
1293
1292
1295
1284
1307
1320
1393
1472
1428
1442
1370
e∞
-0.00547
-0.00392
-0.00315
-0.00241
-0.00167
-0.0016
-0.0016
-0.00164
-0.00509
-0.00266
-0.00402
-0.00359
-0.00583
FV(3)
φvap,a∞
rmin - resistência mínima com magnitude de origem fisiológica (s/m) (2)
C1, C2, C3, C4, C5, a, b, m e n - coeficientes empíricos (2)
φs~ - incremento de irradiãncia de onda curta (2)
LAI - índice de área da folha (2 e 7)
Tm - temperatura ambiente média (K) (2)
CO2 - concentração de gás carbônico no ar (ppm) (6)
ep - pressão de vapor na superfície da folha (Pa) (**)
l - comprimento das folhas (m) (2)
µ - velocidade do vento (m/s) (*)
L
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
R
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
500
Fluxo de calor(4)
17556
17556
17556
17556
17556
17556
17556
17556
17556
17556
17556
17556
17556
ρcp
L varia entre 0.2 e 1m
289.4
288.6
288.2
287.9
287.5
287.5
287.5
287.5
288.6
291.7
292.8
294.3
295.5
T∞
7022400
7022400
7022400
7022400
7022400
7022400
7022400
7022400
7022400
7022400
7022400
7022400
7022400
FC(4)
φconv,a∞
3.44944E-09
3.37738E-09
3.34155E-09
3.34082E-09
3.32195E-09
3.30467E-09
3.3393E-09
3.33896E-09
8.42998E-10
-5.98511E-10
-1.12685E-09
-3.04999E-09
-3.09021E-09
TTr(5)
φvap,ga=-φvap,ag
-5.04167
-6.64167
-7.44167
-8.04167
-8.84167
-8.84167
-8.84167
-8.84167
-6.64167
-0.44167
1.758333
4.758333
7.158333
TTr(6) φconv,ga=-φconv,ag
Taxa de transferência de calor sensível entre
a base e o ar no interior da folhagem(6)
ε - porosidade do solo (%) (2)
α - constante (2)
D0 - coeficiente de difusão do vapor no ar livre (m²/s) (constante) (2)
D - coeficiente de difusão do vapor d´água no ar livre (m²/s) (2)
ps - pressão de saturação (Pa) (PVS) (8)
g - aceleração gravitacional (m/s²) (2)
Rv - constante do vapor d´água (J/(kg*K)) (2)
T - temperatura absoluta (K) (**)
pv - pressão do vapor d´água (Pa) (PVS) (8)
P - pressão total (Pa) (2)
DvT - coeficiente não isotérmico de difusividade de vapor (kg*m²/(s*K)) (2)
Taxa de transferência de vapor d´água entre
a base e o ar no interior da vegetação(5)
R varia entre 125 e 1000 1/s
re - resistência externa da vegetação (s/m) (2)
ri~(φs), ri~(Tp), ri~(CO2) e ri~(ep-ea) - incrementos do cálculo da resistência interna (2)
ri - resistência interna para a transferência de vapor da vegetação (s/m) (2)
Ψ - potencial total da água em equilíbrio com o vapor (m) (2)
ρ - densidade aparente do solo (kg/m³) (2)
ρs - densidade específica das partículas (kg/m³) (2)
Λ - calor latente de vaporização (J/kg) (1)
γ - constante psicrom étrica termodinâmica (Pa/K) (1)
e∞ - pressão de vapor do ar externo (Pa) (PVP) (8)
N1
N2
LAI
6.399015 0.851383 4.266397
6.4037 2.057967 5.477667
C1
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
rmin
82
82
82
82
82
82
82
82
82
82
82
82
82
0.54
0.54
0.54
0.54
0.54
0.54
0.54
0.54
0.54
0.54
0.54
0.54
0.54
C2
0.023
0.023
0.023
0.023
0.023
0.023
0.023
0.023
0.023
0.023
0.023
0.023
0.023
C3
6.1E-07
6.1E-07
6.1E-07
6.1E-07
6.1E-07
6.1E-07
6.1E-07
6.1E-07
6.1E-07
6.1E-07
6.1E-07
6.1E-07
6.1E-07
C4
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
4.3
C5
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2.619048
13.09524
33.69048
47.97619
φs~
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
4.2
LAI
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
24.5
Tm
LAI varia entre 2 e 5
379
379
379
379
379
379
379
379
379
379
379
379
379
CO2
1.518
1.440
1.403
1.375
1.366
1.357
1.366
1.375
1.469
1.652
1.576
1.507
1.414
ep
1174
1174
1174
1174
1174
1174
1174
1174
1174
1174
1174
1174
1174
a
ω - mistura volumétrica (3)
ρcp(ω) - capacidade térmica do solo (J/(kg*K)) (2)
λ(ω)10^7 - condutividade térmica efetiva do solo (W/(m*K)) (2)
Ts - temperatura no topo do solo (K) (Tg) (**)
Ti - temperatura no fundo do solo (K) (**)
Fluxo de energia consumida pela evaporação de água em folhas(7)
1
Hveg
0.4
Kl - coeficiente de extinção para radiação de onda longa (2)
Ks - coeficiente de extinção para radiação de onda curta (2)
ρ∞ - refletância de uma camada vegetal densa (2)
ρs - refletância das folhas (2)
R - taxa de troca de ar (1/s) (2)
L - altura da vegetação (m) (2)
ρcp - capacidade térmica da vegetação (J/(kg*K)) (2)
T∞ - temperatura do ar externo (K) (Tex) (**)
207
207
207
207
207
207
207
207
207
207
207
207
207
b
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
m
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
n
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
l
0.8
0.3
0
0.1
0
0
0
0.3
0.3
1.4
1.6
1.5
1.7
µ
l varia entre 0.05 e 0.30 m
λs - condutividade térmica (W/(m*°C) (5)
d - espessura (m) (**)
Tin - temperatura interna (K) (**)
5.19E-08
1.29E-07
-6.5E-08
-1E-07
-3.1E-08
-2.5E-08
-7.5E-08
-2.5E-07
5.86E-09
-2E-08
-1.7E-07
6.88E-08
2.48E-08
FE(7)
EnEvap
φtrans,pa
re
154.6853
251.9069
750.1192
425.873
806.0555
785.1011
806.0555
252.1746
252.1076
116.9725
109.4275
113.0003
106.1453
ri~(φs)
7.962963
7.962963
7.962963
7.962963
7.962963
7.962963
7.962963
7.962963
7.962963
2.190232
1.275756
1.109844
1.0775
ri~(Tp)
1576.198
1566.583
1561.786
1558.193
1556.996
1555.8
1556.996
1558.193
1570.185
1608.869
1630.836
1667.779
1687.651
1.019545
1.019545
1.019545
1.019545
1.019545
1.019545
1.019545
1.019545
1.019545
1.019545
1.019545
1.019545
1.019545
431
69.8
276.2
108.5
1243.7
1897.3
211.7
18.2
34061.3
37995.8
1394.2
11185.3
89165.8
1.2
1.2
1.2
1.2
0.9
1
0.9
0.8
0.9
0.8
0.1
1.4
1.8
ri~(CO2) ri~(ep-ea) | Tp-Ta |
4.52E+08
72795357
2.87E+08
1.13E+08
1.29E+09
1.97E+09
2.19E+08
18879373
3.56E+10
1.12E+10
2.43E+08
1.73E+09
1.36E+10
ri
1144.029
702.4994
235.9151
415.5335
164.6578
187.8362
164.6578
467.8358
526.4553
1008.582
134.7654
-1827.06
-2500.79
TTr(8) φconv,pa=-φconv,ap
Taxa de transferência de calor sensível entre
a folhagem e o ar em seu interior(8)
0.829
0.829
0.829
0.829
0.829
0.829
0.829
0.829
0.829
0.829
0.829
0.829
0.829
Kl
0.61346
0.61346
0.61346
0.61346
0.61346
0.61346
0.61346
0.61346
0.61346
0.61346
0.61346
0.61346
0.61346
Ks
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
0.12
ρ∞
0.104501
0.104501
0.104501
0.104501
0.104501
0.104501
0.104501
0.104501
0.104501
0.104501
0.104501
0.104501
0.104501
ρs
0
0
0
0
0
0
0
0
0
18.03006
90.15028
231.9321
330.2778
FRs(9)
φrad,sol
Fluxo de radiação solar absorvido pela vegetação(9)
-28.6734
-21.2281
-17.5322
-14.7626
-14.1235
-13.1151
-14.1172
-15.1267
-24.2627
-54.6792
-72.9455
-104.456
-121.353
FRt(10)
φrad,TIR
Fluxo de radiação térmica em uma vegetação(10)
1. CAMPOS, A.T. et al . Estudo do potencial de redução da temperatura do ar por meio do sistema de resfriamento adiabático evaporativo na região de Maringá, Estado do Paraná . Acta Scientiarum, v.24, nº 05, p.1575-1581. Maringá / 2002.
2. DEL BARRIO, E. P. Analysis of the green roofs cooling potential in buildings. Energy and Buildings, v.27, nº 02, p.179-193. Abril / 1998.
3. LEE, S.I; ZOOLINGER, D.G.; LYTTON, R.L. Determination of volumetric moisture content of pavement sublayers using time domain reflectometry based on micromechanics . TDR. Purdue University / 2006.
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8. RORIZ, M. Psicrom 1.0 - Relações psicrométricas . Versão 1.1. PSICROM.EXE. São Carlos / 2003. Aplicativo. 400 KB.
Kl varia entre 0.4 e 1
(*) Medições realizadas por estações climatológicas próximas (EESC / CRHEA).
(**) Medições realizadas no local através de instrumentos adequados.
Referências Bibliográficas
1115.356
681.2713
218.383
400.7709
150.5343
174.7211
150.5406
452.7091
502.1925
971.9327
151.9701
-1699.59
-2291.86
Ffo(11)
Fluxo térmico das folhas (radiação absorvida+radiação nas folhas+fluxo
térmico entre a folhagem e o ar em seu interior+energia da transpiração)(11)
Fluxo de vapor no interior da folhagem (troca com
as folhas(0)+trocacom a base+troca com o ar livre)(13)
Fvfo(13)
-0.00547
-0.00392
-0.00315
-0.00241
-0.00167
-0.0016
-0.0016
-0.00164
-0.00509
-0.00266
-0.00402
-0.00359
-0.00583
Fluxo de calor do ar no interior da folhagem (troca com as
folhas+troca com a base+troca com o ar livre)(12)
FIfo(12)
7021261
7021704
7022172
7021993
7022244
7022221
7022244
7021941
7021880
7021392
7022263
7024222
7024894
2E-05
2E-05
2E-05
2E-05
2E-05
2E-05
2E-05
2E-05
2E-05
2E-05
2E-05
2E-05
2E-05
Ψ
1300
1300
1300
1300
1300
1300
1300
1300
1300
1300
1300
1300
1300
ρ
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
2700
ρs
Camada de solo (base)
Fluxo térmico(14)
51.85185
51.85185
51.85185
51.85185
51.85185
51.85185
51.85185
51.85185
51.85185
51.85185
51.85185
51.85185
51.85185
ε
0.63
0.63
0.63
0.63
0.63
0.63
0.63
0.63
0.63
0.63
0.63
0.63
0.63
α
0.0000611
0.0000611
0.0000611
0.0000611
0.0000611
0.0000611
0.0000611
0.0000611
0.0000611
0.0000611
0.0000611
0.0000611
0.0000611
D0
Ψ=-10^-6.15 m (escassez) ou -10^-4.71 m (fartura)
ρ varia entre 1100 e 1500 kg/m³
0.001996
0.001996
0.001996
0.001996
0.001996
0.001996
0.001996
0.001996
0.001996
0.001996
0.001996
0.001996
0.001996
D
1.863
1.775
1.731
1.689
1.648
1.648
1.648
1.648
1.775
2.152
2.311
2.539
2.724
ps
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
g
α varia entre 0.58 e 0.67
T
288.92
288.92
288.92
288.92
288.92
288.92
288.92
288.92
288.92
288.92
288.92
288.92
288.92
Rv
462
462
462
462
462
462
462
462
462
462
462
462
462
pv
1863.448
1774.933
1730.924
1688.889
1647.583
1648.267
1648.172
1647.94
1774.522
2152.047
2310.68
2538.732
2723.658
P
3726.897
3549.865
3461.847
3377.778
3295.165
3296.534
3296.343
3295.88
3549.045
4304.094
4621.359
5077.465
5447.316
DvT
-2.6E-06
-2.5E-06
-2.4E-06
-2.4E-06
-2.3E-06
-2.3E-06
-2.3E-06
-2.3E-06
-2.5E-06
-3E-06
-3.2E-06
-3.5E-06
-3.8E-06
FT(14)
1.2E+13
1.2E+13
1.2E+13
1.2E+13
1.2E+13
1.2E+13
1.2E+13
1.2E+13
1.2E+13
1.2E+13
1.2E+13
1.2E+13
1.2E+13
Ts
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
289.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
Ti
21.57
21.57
21.57
21.57
21.57
21.57
21.57
21.57
21.57
21.57
21.57
21.57
21.57
ω
1.18E+08
1.18E+08
1.18E+08
1.18E+08
1.18E+08
1.18E+08
1.18E+08
1.18E+08
1.18E+08
1.18E+08
1.18E+08
1.18E+08
1.18E+08
ρcp(ω)
ω varia entre 4 e 25%
λ(ω)10^7
1.2013E+13
1.2013E+13
1.2013E+13
1.2013E+13
1.2013E+13
1.2013E+13
1.2013E+13
1.2013E+13
1.2013E+13
1.2013E+13
1.2013E+13
1.2013E+13
1.2013E+13
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
1.51
λs
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
d
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
287.92
Ti
Camada de suporte (estrutura)
Fluxo térmico(15)
Tsi
289.38
289.00
289.00
288.62
288.62
288.62
288.62
288.23
288.23
288.23
288.62
289.00
289.76
FT(15)
-22.0334
-16.2954
-16.2954
-10.5574
-10.5574
-10.5574
-10.5574
-4.66842
-4.66842
-4.66842
-10.5574
-16.2954
-27.7714
Dia
18/jun
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Hora